trabajo completo de la expo de tei

5/11/2018 Trabajo Completo de La Expo de Tei - slidepdf.com

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Universidad Doctor José Matías Delgado.

Escuela de Ingeniería Industrial.

Tecnología industrial 1.

Catedrático: Ing. Oscar Cuellar

Grupo Nº 1

Tema: Partículas magnéticas

Integrantes:

David Alcides Mejía LemusWilliam santos cuestas

Guillermo Quezada YazbekDavid Edgardo García Martínez

Ciclo: 1/201125/4/201



INDICE

Introducción ___________________________________________________________

Objetivos _____________________________________________________________

Clasificación de los ensayos___________________________________________

Principio del método________________________________________________

Explicación de la técnica_____________________________________________

Equipo Utilizado____________________________________________________

Normas Técnicas____________________________________________________

Ventajas y desventajas_______________________________________________

Campo de aplicación________________________________________________

Conclusiones ________________________________________________________

Bibliografia_________________________________________________________

Glosario_________________________________________________________________

__Anexos

___________________________________________________________________

INTRODUCCIÓN

En el siguiente trabajo daremos a conocer desde lo que es hasta comofunciona un campo magnético o (partículas magnéticas) elfuncionamiento de estas.



También es de gran importancia ya que hay un ensayo ( método nodestructivo ) que consiste en inspeccionar para poder así determinar laexistencia y el alcance de posibles defectos en los materialesferromagnéticos, este ensayo es realizado por ejemple en los avionespara ver si no hay grietas o daños y evitar así accidentes.

OBJETIVOS

Objetivo general



• demostrar la importancia que tienes las partículas magnéticasdentro de las pruebas que se realizan a los materiales.

Objeticos específicos

• Demostrar la simplicidad con la que se realiza el ensayo por mediode las partículas magnéticas ya que es un ensayo no destructivo.

• Comprender los efectos del campo magnético sobre partículascargadas (partículas magnéticas)

CLASIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS

Partículas Magnéticas

Ensayos no destructivos porinspección



Partículas secas (aire)

Partículas vía húmeda (agua o petróleo ligero)

PRINCIPIO DEL MÉTODO

• PRINCIPIO

Ensayo por la forma de

ser transportadas.

Ensayo, por el contraste

con la superficie.

Partículas

secas (aire)

Partículas

visibles, no-

fluorescente

s,

contrastant

Partículas vía

húmeda

(agua o

Partículas

fluorescente



El principio físico en el que se basa el método de inspección por

partículas magnéticas es el “Magnetismo”. El principio se basa en el

comportamiento de los imanes.

Magnetismo es: “La fuerza invisible que tiene la habilidad de desarrollar

trabajo mecánico de atracción y repulsión de materiales magnetizables”.

La inspección por partículas magnéticas es un ensayo no destructivo que

se emplea para detectar discontinuidades superficiales y

subsuperficiales, en muestras que pueden ser magnetizadas.

Consta de tres operaciones básicas:

a) Establecer un flujo magnético adecuado,

b) Aplicación de las partículas magnéticas

c) Interpretación y evaluación de los resultados.

• ANTECEDENTES HISTÓRICOS

En 1868 un Ingeniero Inglés publicó un reporte, en el cual semencionaba la localización de discontinuidades presentes en el cañón

de una pistola utilizando un compás magnético, en el que se registro un

cierto flujo.

En el siglo XX, en 1922, el Físico Ingles William E. Hoke observó que

partículas metálicas que se encontraban sobre piezas de acero

endurecido conectadas a tierra, sobre un mandril magnético, formabanpatrones sobre la cara de la pieza, estos frecuentemente correspondían

a sitios en donde se localizaban grietas en la superficie. Esta

observación marcó el nacimiento de la inspección por partículas

magnéticas.



TEORIA DE LOS CAMPOS MAGNETICOS

• CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA

Si consideramos a la tierra como un imán gigante, ya que tiene un polo

norte y un polo sur, la aguja de una brújula normal, la cual es

simplemente una manecilla de acero magnetizada y suspendida en un

eje libre para girar, es atraída por el campo magnético de la tierra,

siempre indicando la misma dirección, figura No. 1.

Figura No. 1: Campo magnético de la Tierra



• IMANTACION DE UN MATERIAL FERRO MAGNÉTICO

Los materiales ferromagnéticos están constituidos por grupos de

átomos en regiones microscópicas llamados “Dominios magnéticos”.

Estos dominios en sí son pequeños imanes dentro de la pieza, tienen

una polaridad positiva y una negativa en sus extremos opuestos.

Si el material no está magnetizado, tales dominios están orientados al

azar, normalmente paralelos con los ejes de los cristales del material,

y la componente magnética es nula, como se ilustra en la figura No.

3.

Cuando el material es sujeto a un campo magnético, los dominios se

orientan o alinean paralelamente con el campo magnético externo,



produciendo así un imán. Una vez que los dominios han sido

orientados, como se muestra en la figura No. 4, el material

ferromagnético se ha convertido en un imán, con un polo norte y un

polo sur.

Figura No. 3: Dominios magnéticos en un material sin

magnetizar

Figura No. 4: Dominios magnéticos en un material magnetizado



Con los dominios orientados, el material ferromagnético desarrolla una

fuerza total que es igual a la suma de la fuerza de todos los dominios.

Ésta fuerza total es conocida como “Flujo Magnético”.

El flujo magnético es representado por las “líneas de fuerza magnética”,

como se ilustra en la figura No. 5.

Las líneas de fuerza magnética describen y definen la dirección de un

flujo magnético, además, cuentan con una cantidad de propiedades

importantes:

Tienen una dirección definida, salen por el polo norte, entran por el

polo sur y continúan así su camino a través del imán, desde el polo

sur al polo norte,

Son continuas y siempre forman una curva o circuito cerrado,

Las líneas de fuerza magnética, son individuales y jamás se cruzan

ni unen entre ellas. Su densidad disminuye con el aumento de distancia desde los

polos

Siguen caminos de menor resistencia magnética.

El espacio dentro y alrededor de un imán, en el cual actúan las

líneas de fuerza, se conoce como “Campo Magnético”.



CARACTERISTICAS DE CAMPOS MAGNETICOS

• IMANES TIPO BARRA

Si enderezamos un imán de herradura, tendríamos como resultado un

imán tipo barra, como se ilustra en la figura No. 8. El imán de barra tiene

las mismas características que el imán de herradura.

Figura No. 8: Imán tipo barra



• IMANES TIPO ANILLO

Si al imán de herradura lo doblamos y sus extremos los cerramos,

formando casi un círculo cerrado, este se comporta de manera idéntica

al imán de herradura. Los polos magnéticos aún existen y las líneas de

fuerza salen y entran por los polos, como se observa en la figura No.

9.

• IMÁN TIPO ANILLO

Cuando los extremos del imán son doblados y fundidos para formar un

anillo, en lugar de tener un imán circular abierto, se tendrá un imán

circular cerrado, como ilustra la figura No. 10.



Las líneas de fuerza existen pero quedan contenidas completamente

dentro del anillo, ya que no existen polos magnéticos, por lo tanto, este

imán no atrae materiales ferromagnéticos.

Figura No. 10: Imán tipo anillo



EXPLICACIÓN DE LA TÉCNICA

EFECTOS DE DISCONTINUIDADES EN MATERIALES

• DISCONTINUIDADES SUPERFICIALES

Supongamos que el imán tipo anillo completo tiene una grieta en la

superficie externa, creándose inmediatamente un polo norte y un

polo sur en los bordes de la discontinuidad. Ésta grieta interrumpe el

flujo uniforme de las líneas de fuerza dentro del imán, por lo que

algunas de ellas se verán forzadas a salir del imán. Las líneas de

fuerza que se ven forzadas a salir del imán, ver figura No. 11, como

resultado de la grieta, se conocen como “fugas de flujo” . El campo

magnético creado por las fugas de flujo es llamado “campo de fuga” .

Por lo tanto, si se espolvorean partículas magnéticas sobre el citado

imán, éstas serán atraídas por los polos creados por la grieta,

produciendo una indicación, por la concentración de partículas en la

zona de la grieta.



Una grieta en el imán de barra producirá un efecto similar, por lo que

también causará fugas de flujo, como se observa en la figura No. 12.

Las líneas de fuerza en el fondo de la grieta tienden a seguir el camino

de menor resistencia magnética y permanecen en el imán. Aquellas

líneas de fuerza que saltan por encima y a través de la grieta, causan

fugas de flujo (campos de fuga), debido a la formación de polos norte y

sur originados por la grieta.

Si ahora, también consideramos un imán de barra con un corte en elcentro, ver figura No. 13, también se tendrán fugas de flujo.

Figura No. 12: Ranura en un imán de barra



El imán con el corte en el centro se comporta de la misma forma que el imán de

barra con la grieta. En cualquier imán, los materiales como el hierro y el acero

serán atraídos hacia sus polos magnéticos.

Cuando se detecta una discontinuidad abierta a la superficie, tal como una grieta,

se forman indicaciones angostas y bien definidas.

• SUPERFICIES ONDULADAS

Si ahora observamos una irregularidad superficial, tal como una

superficie ondulada, como muestra la figura No.14, en la zona de la

superficie irregular ondulada, las líneas de fuerza permanecen dentro

del imán.

Como ya se mencionó, las líneas de fuerza tienden a seguir el camino de

menor resistencia magnética, por lo cual permanecen dentro del imán.

Como resultado, no se crean polos magnéticos por lo que no existen

fugas de flujo.



5.

• DISCONTINUIDADES SUBSUPERFICIALES

Supongamos ahora que tenemos otro imán, que contiene una grieta

subsuperficial. Con ésta grieta subsuperficial algunas de las líneas de

fuerza pasan por encima y por debajo de ella. Algunas pasan a través de

la grieta y, si la discontinuidad esta cerca de la superficie, algunas son

forzadas a salir a la superficie, provocando fugas de flujo, como ilustra la

figura No. 15. Si espolvoreamos partículas magnéticas, se producirá una

acumulación de partículas donde se encuentran las fugas de flujo.

Figura No. 15: Discontinuidad subsuperficial

Cuando se detecta una discontinuidad subsuperficial normalmente se

forman indicaciones anchas y difusas. El tamaño y la intensidad de la

indicación dependen de: la proximidad de la discontinuidad con la

superficie, el tamaño y orientación de la discontinuidad, la intensidad y

distribución del flujo magnético.

• FUERZA DE UN CAMPO DE FUGA

La distorsión o fuerza de un campo de fuga, producido por una

discontinuidad, depende de varios factores indicados a continuación:

1.- El número de las líneas de fuerza; éste factor es afectado por varias

características de la propia discontinuidad:



a) El ancho de la discontinuidad (la distancia entre sus polos);

b) La longitud de la discontinuidad;

c) La profundidad de la discontinuidad;

d) La forma de la discontinuidad;

e) La orientación de la discontinuidad. La discontinuidad debe estar

orientada a 90°, y hasta 45°, con respecto a la dirección del flujo

magnético.

2.- La condición de la superficie.

3.- La fuerza del flujo magnético generado, el cual es controlado por el

amperaje utilizado para generar el campo magnético.

La fuerza del campo de fuga determina directamente el número de

partículas magnéticas que pueden ser atraídas para formar una

indicación.

• FORMACIÓN DE INDICACIONES

Cuando las partículas magnéticas son atraídas al sitio donde se localiza

una fuga de flujo, ellas producen una indicación que es visible para el ojo

humano, bajo condiciones de iluminación adecuada. La formación de las

indicaciones depende de las características de las líneas de fuerza.

Cuando las partículas son atraídas hacia las fugas de flujo y se acercan a

los polos magnéticos, más líneas de flujo fluyen hacia ellas. Esto

concentra las líneas de flujo a través de los caminos de baja reluctanciaque forman las partículas de material ferromagnético. Esta es la acción

principal que provoca que las partículas sean recolectadas por las fugas

de flujo y subsecuentemente formen indicaciones de discontinuidades.



Ya que las partículas magnéticas son solamente atraídas y se mantienen

donde las líneas de fuerza salen y entran de la superficie de la pieza

inspeccionada, no se producen indicaciones verdaderas a menos que las

líneas de fuerza crucen una discontinuidad.

MAGNETIZACION POR CORRIENTE ELECTRICA

CAMPO CIRCULAR

• CAMPO ALREDEDOR DE UN CONDUCTOR

Cuando una corriente eléctrica circula por un conductor, se crea uncampo magnético circular, como se muestra en la figura No. 16.

El campo magnético alrededor de un conductor existe a todo lo largo del

conductor por el que fluye corriente eléctrica. Cuando el conductor tiene

una configuración uniforme, la densidad de flujo o número de líneas de

fuerza por unidad de área, es uniforme a lo largo del conductor y es

directamente proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica, ydisminuye con el incremento de distancia desde el conductor.

Variando la intensidad de la corriente eléctrica en el conductor, el

número de líneas de fuerza variará en el campo magnético. Al

incrementar la fuerza de magnetización (la intensidad de la corriente

eléctrica) se incrementa el número de las líneas de fuerza, resultando en

un incremento de la densidad del campo magnético. Y en el caso

contrario, al reducir la fuerza de magnetización se reduce la densidad

del campo magnético.



Figura No. 16: Campo magnético alrededor de un conductor

La magnetización circular utiliza los principios del establecimiento de un

campo magnético por inducción. Debido a que el cobre y el aluminio son

materiales no magnéticos, las líneas de fuerza no permanecerán en el

material. En su lugar, el campo magnético se establece alrededor del

material.

Una característica de los campos magnéticos circulares es que las líneas

de fuerza forman circuitos completos sin que existan polos magnéticos.

• REGLA DE LA MANO DERECHA

La forma más sencilla para determinar la dirección de las líneas de

fuerza, alrededor de un conductor recto en el que fluye corriente

eléctrica y en cual se conoce el sentido del flujo de corriente, es la regla

de la mano derecha, ver la figura No. 17.

Figura No. 17: Regla de la mano derecha



Esta ayuda simple requiere imaginar que el conductor se empuña con la

mano derecha, con el dedo pulgar apuntando en la dirección del flujo de

corriente eléctrica (de positivo a negativo) y los dedos restantes,

cerrados alrededor del conductor, estarán indicando la dirección y el

sentido en los que fluyen las líneas de fuerza.

Raramente es de importancia práctica el sentido actual del campo

magnético, lo más importante del concepto es que la dirección del

campo magnético tiene una relación perpendicular con la dirección del

flujo de corriente.

La regla de la mano derecha funciona idénticamente para materiales

magnéticos y no magnéticos. La única diferencia entre los dos, es que el

campo magnético se forma fuera del material no magnético, y en el

material magnético el campo permanece en su interior.

• MAGNETIZACIÓN CIRCULAR INDUCIDA EN MATERIALES

Cuando fluye una corriente eléctrica a través de un material

ferromagnético, el campo magnético se establece dentro del material.

Las líneas de fuerza permanecen dentro de él, porque es permeable y

las conduce fácilmente. También en este caso el campo magnético se

encuentra a 90° con respecto a la dirección del flujo de corriente

eléctrica.

En la práctica, la magnetización circular se realiza de dos formas:

a) Pasando corriente eléctrica directamente a través de la

pieza



• Piezas largas cilíndricas sólidas

Por ejemplo, en la inspección de una barra de material ferromagnético,se conoce como magnetización entre cabezales y produce un campo

magnético circular, como se ilustra en la figura No. 18.

Cuando una barra es magnetizada entre cabezales, el campo magnético

es más fuerte cerca de la superficie de la barra. El campo se incrementa

desde cero, en el centro de la barra, hasta un máximo en la superficie.

La figura No. 19 muestra la distribución gráfica del campo magnético

generado en una barra de acero redonda. La intensidad o fuerza del

campo magnético es referida, a menudo, como la densidad de flujo.



En la gráfica anterior se puede observar que la intensidad del campo

(fuerza), es cero en el centro de la barra. La densidad de flujo se

incrementa gradualmente hasta alcanzar su máximo valor (F1) en la

superficie de la barra. También, se puede observar que inmediatamente

fuera de la superficie de la barra, la fuerza del campo decrece

rápidamente. La mayor pérdida es inmediata y el remanente es

imperceptible.

• PIEZAS DE FORMA IRREGULAR

Si consideramos una barra de acero cuadrada, cuando circula una

corriente a través de ella, en su interior será establecido un campo

magnético circular, ver la figura No. 20.



Figura No. 20: Barra cuadrada

• PASANDO CORRIENTE ELÉCTRICA A TRAVÉS DE UN

CONDUCTOR CENTRAL

Piezas tubulares

Cuando se inspeccionan tubos pasando corriente eléctrica a través de

ellos, el flujo magnético se eleva hacia la superficie externa, con un

flujo casi imperceptible en la superficie interna. Pero, la superficieinterna puede ser tan importante como la superficie externa para

detectar discontinuidades.

Con un campo magnético creado alrededor de un conductor, es

posible inducir un campo satisfactorio en un tubo, tanto en la

superficie externa como en la superficie interna.

Recordemos que en un conductor en el que fluye una corriente

eléctrica se crea un campo magnético en su alrededor, con las líneas

de fuerza que giran alrededor del conductor, y lo hacen en sentido

contrario a las manecillas del reloj.



Esta forma de inspección se lleva a cabo insertando una barra de

cobre, o de algún otro material conductor, a través del componente y

pasando la corriente eléctrica a través de la barra, ver la figura No.

21.

Este método es llamado magnetización con “conductor central” .

Alrededor del conductor central se crea un campo magnético circular

que se induce en la pieza. Debido a que la densidad de flujo es máxima

en la superficie del conductor, el campo magnético inducido en la pieza

será el máximo. Utilizando el conductor central, se establecerá el flujo

magnético en las superficies interna y externa de la pieza. La densidad

de flujo es máxima en la superficie interna y dependiendo del espesor

de pared, algo menor en la superficie externa como se ilustra en la

figura No. 22



• MÉTODOS DE MAGNETIZACIÓN CIRCULAR

La magnetización circular induce un campo magnético dentro de las

piezas en tres formas:

Por inducción directa, que se conoce como magnetización entre cabezales,

Inducción directa por medio de electrodos, Inducción indirecta, conocida como magnetización con conductor central

- Magnetización entre cabezales (por placas de contacto)

En este método de magnetización las placas de contacto introducen lacorriente en la pieza inspeccionada, como a un conductor, y se crea uncampo circular a su alrededor, ver la figura No. 23.

La inspección debe ser realizada de tal manera que las superficies de lapieza no sean dañadas físicamente por la presión ejercida, o bien, por elcalor producido por un arco eléctrico o alta resistencia en los puntos decontacto. Para asegurar que la resistencia al paso de corriente sea lomás baja posible y evitar quemadas en la superficie de la pieza, los

puntos de contacto deben ser lo más grandes posible.

La magnitud de la corriente utilizada depende de las dimensionestransversales (el diámetro) de la pieza.



- Electrodos (puntas de contacto)

Los electrodos, o puntas de contacto, son conductores de corriente,

los cuales se utilizan para magnetizar áreas localizadas.

Las puntas usadas son típicamente barras de cobre de 3/4” de

diámetro y de 6” a 8” de longitud, montadas en soportes o manerales

individuales o duales, como se observa en las figuras No. 24 y 25, y

pueden contar con puntas de contacto de cobre o aluminio

intercambiables, y un interruptor integrado.

Debe tenerse mucha precaución debido a la posibilidad de producir

quemaduras por arco en las piezas inspeccionadas, específicamente

en los puntos de contacto, por lo cual las puntas de contacto deben

mantenerse limpias. Con esta técnica se produce un campo circular

alrededor de las puntas.



Figura No. 24: Puntas de contacto con manerales individuales

Figura No. 25: Puntas de contacto con manerales duales o

dobles

Existen algunas variables de la técnica para su aplicación: utilizando

imanes o pinzas. Las puntas se conectan a la fuente de corriente

mediante cables que normalmente son flexibles de calibre 00 con



cubierta de hule. Hasta donde sea práctico, los cables deben ser lo más

cortos posible.

La magnitud de la corriente utilizada depende del espesor de la pieza

inspeccionada y de la separación entre las puntas.

Se considera que la magnetización es más efectiva cuando las puntas

están separadas de 15 a 20 cm (6 a 8 pulgadas), pero pueden usarse

con separaciones de 7.6 a 20 cm (3 a 8 pulgadas).

• MAGNETIZACIÓN CON CONDUCTOR CENTRAL

Para la inspección de piezas cilíndricas huecas, por ejemplo tubos o

anillos, se utiliza un conductor central que induce un campo circular,

como se ilustra en las figuras No. 26 y 27.



Piezas de form

La posición del conductor puede ser diferente, ver la figura No. 28, y es

muy importante:

a) Si el conductor se coloca al centro de la pieza, el campo es

simétrico alrededor.

b) Si el conductor se coloca adyacente a la superficie interna de la

pieza, el campo es más fuerte en la pared cercana al conductor.

Para la inspección de tubos pequeños es preferible que el conductor sea

colocado al centro, para que el campo sea uniforme para la detección de

las discontinuidades que existen en cualquier punto sobre las superficies

del tubo. Sin embargo, en el caso de tubos, anillos o recipientes a

presión de diámetros grandes, la corriente necesaria para producir

campos magnéticos con la fuerza adecuada para la inspección de la

circunferencia completa, podría ser excesivamente grande.



Figura No. 28: Posición del conductor central

En cambio, colocando el conductor adyacente a la pared, dejando

activada la corriente o realizando una serie de “disparos” conforme el

tubo es girado sobre su eje, puede ser producido un campo con la fuerza

suficiente, y utilizando corrientes mucho menores. Para este caso, se

considera que la región efectiva para la inspección es de

aproximadamente cuatro veces el diámetro del conductor central, como

se ilustra en la figura No. 28.

La ventaja principal de utilizar un conductor central es que, al no existir

contacto entre el conductor y la pieza inspeccionada, virtualmente se

elimina la posibilidad de quemaduras por arco.

La magnitud de la corriente utilizada depende de varios factores, por

ejemplo la posición del conductor, el diámetro exterior y el espesor de la

pieza, y el diámetro del conductor.

Con el conductor colocado al centro de la pieza el campo producido es

máximo en su superficie interna, y los requisitos de corriente de



magnetización son los mismos que para una pieza sólida con el mismo

diámetro exterior.

En algunas ocasiones las piezas inspeccionadas son demasiado grandes,

cuando este caso se presenta, se puede emplear el cable que conduce la

corriente eléctrica desde el generador, como conductor central.

• DISCONTINUIDADES DETECTADAS CON CAMPO CIRCULAR

Un campo magnético circular es adecuado para detectar

discontinuidades que sean transversales al flujo magnético, en este

caso, que sean paralelas al eje de la pieza inspeccionada, como seilustra en la figura No. 29. Una discontinuidad que sea paralela al flujo

magnético no provocará fugas de flujo y no serán atraídas las partículas

magnéticas.

Figura No. 29: Discontinuidades detectadas con campo circular

CAMPO LONGITUDINAL

Con un campo magnético longitudinal, la pieza se magnetiza en su

longitud. El imán de tipo barra es un buen ejemplo de un campo

magnético longitudinal, como se observa en la figura No. 30.Las líneas

de fuerza viajan a través de la longitud de la barra, de sur a norte.

Cualquier discontinuidad que forme un ángulo comprendido entre 45° y



90°, con respecto a las líneas de fuerza, provocará fugas de flujo que

ejercerán la atracción de partículas magnéticas.

Figura No. 29: Campo longitudinal en un imán de barra

• CAMPO PRODUCIDO POR FLUJO DE CORRIENTE EN UNA

BOBINA

La magnetización longitudinal se produce pasando corriente a través de

un conductor eléctrico enrollado en espiras múltiples o bobina. Ya que

las líneas de fuerza forman circuitos cerrados, entran al espacio interno

de la bobina salen y giran alrededor de ella, por la parte externa, de

forma “toroidal” , ver figura No. 30.



Entonces, el campo producido es paralelo al eje de la bobina. Los

conductores eléctricos enrollados, que forman una bobina, son

frecuentemente identificados como “solenoides” , como se ilustra en las

figuras No. 31 y 32.



• INTENSIDAD DEL CAMPO PRODUCIDO POR UNA BOBINA

La mayor densidad del campo se encuentra cerca de la superficie

interna de la bobina y disminuye hacia el centro de la bobina. La unidad

de medición de la intensidad en una bobina es amperios-vuelta (NI), esto

es el amperaje actual multiplicado por el número de vueltas o espiras de

la bobina. El campo efectivo se extiende hacia ambos lados de la bobina.

Para hierro suave, el cual es altamente permeable, corresponde a una

distancia de 22.86 cm (9”); la longitud efectiva para acero duro, el cual

tiene baja permeabilidad, es de 15.24 cm (6”).

De lo anterior se puede concluir que cualquier discontinuidad dentro del

rango de 15.24 cm a 22.86 cm (6” a 9”) hacia ambos lados de la

bobina, desarrollará fugas de flujo con suficiente fuerza para atraer

partículas magnéticas. Las discontinuidades que no se encuentren

dentro del rango mencionado no producirán fugas de flujo con suficiente

fuerza; en otras palabras, una pieza mayor de 30.48 cm a 45.72 cm (12”

a 18”) necesitaría, al menos, dos magnetizaciones para que sean

atraídas las partículas magnéticas hacia las discontinuidades. Por

ejemplo, de acuerdo con la figura No. 34 la pieza deberá desplazarse



hacia la derecha, de tal forma que la discontinuidad quede entre 15.24

cm a 22.86 cm (6” a 9”) a partir del extremo de la bobina.

Figura No. 34: Magnetización con bobina de una pieza larga

• CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR YUGO

ELECTROMAGNÉTICO

Los yugos son equipos portátiles en forma de “C” (herradura), los

cuales, inducen un campo magnético longitudinal entre sus polos

(piernas), y son usados para magnetización local.

El campo magnético es generado en un sistema de bobina, localizada

dentro del yugo, y transmitido a la pieza a través de sus polos. En la

magnetización con yugo no existe el riesgo de producir quemadas por

arco, gracias a que se transmite a la pieza solamente el campo

magnético, la corriente no entra a la pieza, ver la figura No. 35.



Figura No. 35: Magnetización con yugo

Existen yugos electromagnéticos que operan con corriente alterna

solamente y otros que operan con corriente alterna y rectificada de

media onda. Pueden contar con piernas fijas o articuladas, las cuales

permiten ajustar el contacto en superficies irregulares o en superficies

unidas en ángulo, como el que se ilustra en la figura No. 36.

Figura No. 36: Yugo electromagnético

El valor de la corriente de magnetización utilizada depende del modelo

del yugo. La magnetización con yugo es más efectiva cuando las piernas

se encuentran separadas entre 7.6 cm y 20 cm (3 a 8 pulgadas).



• DISCONTINUIDADES DETECTADAS CON CAMPO

LONGITUDINAL

En conclusión, mencionaremos que con la magnetización longitudinal

(bobina, cable enrollado y yugo) se pueden detectar discontinuidades

perpendiculares a la dirección del flujo magnético (90°) y hasta 45°, esto

significa que, en el caso de la bobina y el cable enrollado, serán

detectadas las discontinuidades transversales al eje de la pieza, como se

muestra en la figura No. 37.

Figura No. 37: Discontinuidades detectadas con bobina

• VENTAJAS DE LA MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL

La magnetización longitudinal ofrece la facilidad de inspeccionar piezas

con posibles discontinuidades orientadas transversalmente al eje

principal, por ejemplo en barras, flechas, tubos, etc. La rapidez y forma

práctica de colocar la bobina sobre la pieza, permite realizar con agilidad

la inspección.

SELECCIÓN DEL METODO APROPIADO

• ALEACIÓN, FORMA Y CONDICIONES DE LA PIEZA



La aleación del objeto inspeccionado es importante porque ya

mencionamos que de ello depende la permeabilidad de un material.

Para la aplicación de este método son una limitante las aleaciones

con alto contenido de níquel y cromo, que vienen siendo los aceros

inoxidables y austeníticos en general.

La forma de identificar estos materiales es por medio de un imán; si

el imán se adhiere fuertemente a la pieza, es indudable que el

método de partículas magnéticas se puede aplicar; si la adherencia

es muy débil, se recomienda utilizar otro método de examen. La

forma geométrica de las piezas también es una limitante para el

método ya que las esquinas, los chaveteros, los estriados, los

barrenos, etc., producen indicaciones falsas o indicaciones no

relevantes.

Así mismo, se debe tener en cuenta si la pieza fue sometida a un

tratamiento térmico o si ha sido trabajada en frío o en caliente, o si es

nueva o usada, es decir, se deben tomar en cuenta las condiciones

de las piezas porque de ello depende, en gran parte, la interpretación

y evaluación de las indicaciones resultantes ya que pueden ser

relevantes o no relevantes.

• TIPO DE CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN

Con la expansión y desarrollo de los procesos de inspección por

partículas magnéticas y los continuos avances en los circuitos eléctricos,hoy en día se encuentran disponibles varios tipos de corrientes de

magnetización.

a) Corriente alterna



La corriente alterna (CA) es el tipo más conveniente de corriente

eléctrica debido a que es utilizada para casi todos los servicios. Su rango

de voltaje comercialmente disponible es de 110 a 440 voltios. Los

circuitos eléctricos para producir CA son simples y relativamente

baratos, porque solo se requiere transformar el suministro comercial en

voltajes bajos y corrientes de magnetización con altos amperajes. Por

todo esto, la CA es el tipo de corriente más ampliamente utilizada para

efectuar la prueba por partículas magnéticas.

La fase de CA simple (comúnmente utilizada) requiere de dos

conductores y dirección inversa a razón de 50 o 60 ciclos por segundo,

como se muestra en la curva sinusoidal de CA de la figura No. 38.

La corriente alterna puede ser aumentada o disminuida con relativa

facilidad y economía mediante el uso de transformadores. Por lo tanto,

la CA puede convertirse fácilmente a los altos amperajes utilizados en la

prueba por partículas magnéticas.

La corriente alterna tiene poca capacidad de penetración, por lo que, el

campo magnético inducido por la CA se concentra cerca de la superficie

de la pieza que está siendo magnetizada, a esto se le conoce como



“efecto de piel” . Por tal razón, la CA es considerada como la mejor para

detectar discontinuidades superficiales.

Debido a que la CA cambia continuamente de dirección, a razón de 60

ciclos por segundo, el cambio de dirección constante del campo

magnético tiene la tendencia de agitar o proporcionarles movilidad a las

partículas magnéticas. Esto provoca que las partículas sean atraídas

más fácilmente a los campos producidos por las fugas de flujo.

Los campos magnéticos producidos por CA son muy fáciles de remover

durante la desmagnetización.

b) Corriente directa rectificada de media onda

Cuando se rectifica una fase de CA, la corriente resultante es conocida

como corriente directa rectificada de media onda (CDRMO). Esto

significa simplemente que la polaridad inversa o porción negativa de la

curva sinusoidal de CA es eliminada, como se muestra en la figura No.

39



La corriente directa rectificada de media onda consiste de pulsos individuales

de corriente alterna, con intervalos de tiempo en los que no fluye corriente, ver

la figura No. 40.

Cada pulso dura medio ciclo, lo que resulta en una corriente que fluye

en una sola dirección. La corriente máxima de pico es la misma que la

de la corriente alterna, y el valor de la corriente promedio esconsiderablemente menor que la corriente pico. Aunque la corriente

directa es rectificada de media onda es un tipo de corriente directa, se

identifica como CDRMO (HWDC por su nombre en inglés Half Wave

Direct Current), lo que permite diferenciarla de la verdadera CD. En la

inspección por partículas magnéticas, una diferencia importante entre la

corriente alterna y la CDRMO y CD, es que los campos producidos por

estas últimas penetran en la pieza.

La corriente directa rectificada de media onda tiene un valor de

densidad de flujo de cero en el centro de la pieza inspeccionada, y se

incrementa hasta que alcanza un valor máximo en la superficie, por lo



que, la densidad de flujo en el interior de una pieza es mucho mayor con

CDRMO y CD que con CA.

Entonces, la CDRMO y la CD se emplean siempre en los ensayos para

detectar discontinuidades subsuperficiales, aunque se podrá detectar

también discontinuidades superficiales, pero no son tan eficaces como la

CA para éste último caso. La mejor aplicación de la CDRMO es en la

inspección de soldaduras y fundiciones, en combinación con el uso de

polvo seco y magnetización con puntas.

c) Corriente directa

Como se puede observar en la figura No. 41, la corriente directa es un

flujo continuo de corriente en una sola dirección. Una fuente común de

CD es la batería o la pila normal. Una desventaja del uso de CD es

porque las altas corrientes sólo pueden ser mantenidas mientras la

carga de la batería o pila es adecuada y, muchas veces, es necesario

contar con el flujo de corriente durante intervalos de tiempo

prolongados.



d) Corriente directa rectificada de onda completa

Puede ser corriente de fase simple o de tres fases.

• Corriente directa rectificada de onda completa de fase simple

Con circuitos eléctricos no sólo es posible bloquear (o rectificar) el flujo

negativo de la corriente alterna, sino también invertirlo, para duplicar el número

de pulsos positivos. La figura No. 42 muestra la forma de la corriente alterna

rectificada de onda completa de fase simple, normalmente identificada como

corriente directa de onda completa de fase simple.

Figura No. 42: Corriente directa de onda completa de fase

simple

Esencialmente, tiene la misma habilidad de penetración que la corriente

directa de onda completa de tres fases. Por lo simple de sus

componentes el costo inicial del equipo es mucho menor que el equipo

de onda completa de tres fases.

• Corriente directa rectificada de onda completa de tres fases



Tiene las ventajas de la corriente directa de onda completa de fase

simple más algunos beneficios adicionales. La demanda de corriente

está balanceada y se reduce a la mitad. La corriente de tres fases es la

más usada para la inspección por partículas magnéticas en equipos de

alto poder, por ejemplo con capacidades de hasta 20,000 amperios. Es

el tipo de corriente comúnmente utilizada cuando se emplea el método

residual.

e) Ventajas del uso de Corriente directa rectificada de mediaonda

Si se examinan las ventajas relacionadas con la CDRMO y CD, seobtienen las siguientes conclusiones:

• La densidad de flujo en una pieza se determina por la corrientemáxima de pico de la CDRMO.

• Los requisitos de potencia y los efectos térmicos se determinanpor la corriente promedio.

Con base en lo anterior, se puede ver que una alta densidad de flujo sepuede generar utilizando el mínimo de corriente.

Por ejemplo, si se utiliza una corriente promedio de 400 amperios, lacorriente de pico estará alrededor de 1,200 amperios y la densidad deflujo reflejará esta corriente máxima de pico. Otra ventaja de la CDRMOes la fuerte acción de pulsaciones de flujo magnético. Esto sirve paraagitar las partículas magnéticas secas y las hace más sensibles a lasfugas de flujo.

Por estas razones, y como ya mencionamos, la CDRMO es empleada enequipos portátiles para el método seco, gracias a que producepenetración y un buen poder de agitación de las partículas para detectardiscontinuidades subsuperficiales.



• REQUISITOS DE CORRIENTE

a) Para magnetización circular

La cantidad de corriente eléctrica empleada varía con la forma de la

pieza y con la permeabilidad del material. Demasiada corriente puedequemar la pieza o la puede saturar, causando un exceso deconcentración de partículas magnéticas. Por otro lado, insuficientecorriente puede provocar la falta de flujo, para que sean atraídas laspartículas magnéticas.

Debido a que no existen muchas variables involucradas para determinarlos requisitos de corriente para piezas individuales, para calcular lacorriente de magnetización necesaria para una magnetización circularentre cabezales y con conductor central, tradicionalmente se hautilizado la siguiente regla: “de 700 a 900 amperios por pulgada del

diámetro de la pieza” (el diámetro se refiere al diámetro exterior en elcaso de componentes tubulares inspeccionados con conductor central).Algunos documentos la consideran como parte de sus recomendaciones,como es el caso del Código ASME para Recipientes a Presión y Calderas,Sección V, Artículo 7.

Recordemos que el campo circular alrededor de un conductor de seccióntransversal uniforme (redonda, cuadrada, etc.), es uniforme, constante ysimétrico a lo largo de la longitud total del conductor.

Ejemplos de aplicación de la regla en componentes redondos:

1. Para magnetizar una barra de 3/4 pulgada de diámetro senecesita una corriente de magnetización de 525 a 675 amperios,ver la figura No. 43a.

2. Para magnetizar una barra de 1 pulgada de diámetro senecesita una corriente de magnetización de 700 a 900 amperios,ver la figura No. 43b.

3. Para magnetizar una barra de 4 pulgadas de diámetro senecesita una corriente de magnetización de 2,800 a 3,600amperios, ver la figura No. 43c.



Figura No. 43: Requisitos de corriente para magnetizacióncircular

Conforme la sección transversal o forma de la pieza inspeccionada esmás compleja, se incrementa la dificultad para determinar el caminoprobable del campo magnético. Formas complicadas pueden requerirexperimentación y magnetización por separado en varias proyeccionesde la pieza, para asegurar la dirección adecuada del campo y lacorriente de magnetización, en todas sus localizaciones.

Por ejemplo, cuando se magnetiza una pieza de sección transversal

cuadrada o rectangular, la fuerza del campo generado no es uniforme.La fuerza del campo se reduce rápidamente hacia las esquinas, con unafuerza de solamente la mitad que en el centro de las caras. Cuando lasección transversal de la pieza varía grandemente, la regla no espráctica. Con esta regla, la corriente de magnetización determinadapuede ser altamente irreal. Además, conforme el tamaño de la pieza queserá magnetizada se incrementa, la regla también es muchas vecesimpráctica. En resumen, cuando se inspeccionan formas y seccionestransversales irregulares, es más difícil calcular la corriente demagnetización necesaria, por lo tanto, es mejor aplicar la regla enobjetos de forma cilíndrica uniforme. La regla para el uso de 700 a 900

amperios por pulgada también se aplica para la magnetización circularcon conductor central. En éste caso estamos tratando con piezashuecas, como las que se ilustran en la figura No. 44, así que se toma eldiámetro exterior de la pieza como si fuera el diámetro o espesor de unapieza sólida.



Figura No. 44: Piezas huecas

b) Para magnetización longitudinal

El diámetro de la bobina con relación a la dimensión y forma del objetoque está siendo magnetizado, es un factor importante para asegurar lamagnetización adecuada. En particular, cuando se decide la cantidad decorriente que debe utilizarse para realizar una magnetización adecuada,

la longitud y el diámetro de la pieza deben ser considerados con relacióna la longitud y el diámetro de la bobina. La relación del área de lasección transversal de la pieza magnetizada, con respecto al área de lasección transversal de la bobina es conocida como “factor de llenado” .

En general, la relación entre el diámetro de la pieza y el diámetro de labobina no debería ser mayor a un décimo. Si la pieza es colocadaadyacente a la pared interna de la bobina, entonces el factor de llenadoes menos importante.

La fuerza del campo que pasa a través del interior de una bobina es

proporcional al producto de la corriente, en amperios, y el número devueltas de la bobina. Por lo tanto, variando la corriente o el número devueltas en la bobina se modifica la fuerza de magnetización de labobina. La unidad de medición de la fuerza de magnetización de unabobina es Amperios-Vuelta (NI), que corresponde al amperaje actualmultiplicado por el número de vueltas de la bobina.

De acuerdo con el documento ASTM E 709, existen varias fórmulasempíricas que pueden ser usadas para calcular la corriente demagnetización, dependiendo del factor de llenado. Aunque, estasfórmulas son consideradas solamente por continuidad histórica. Se

recomienda que cuando sean usadas, estén limitadas a piezas de formasimple, y será más rápido y exacto utilizar un magnetómetro o medidorde Tesla / gauss (Gauss-metro o Tesla-metro).

Las fórmulas son:

1. Bobinas con bajo factor de llenado. En este caso, el área de lasección transversal de la bobina excede grandemente el área de la



sección transversal de la pieza, esto es que el diámetro de la pieza esmenor del 10% del diámetro interior de la bobina. Para unamagnetización adecuada, tales piezas deben ser adecuadamentecolocadas dentro de la bobina y cercanas a la pared interior de labobina.

Con este bajo factor de llenado, la fuerza adecuada del campo, parapiezas colocadas excéntricamente y con una relación longitud entrediámetro (L/D) entre 3 y 15, es calculada con las siguientes fórmulas:

• Piezas con bajo factor de llenado colocadas cerca de lapared interna de la bobina:

Donde:

N=Número de vueltas en la bobinaI =Corriente que será utilizada, en amperios (A)43, 000 es una constante empíricaL=Radio de la bobina, en pulgadasD=Longitud de la pieza, en pulgadasLI=Diámetro de la pieza, en pulgadasNI=Amperes-Vuelta

• Piezas con bajo factor de llenado colocadas en el centro dela bobina:

Donde:

N=Número de vueltas en la bobinaI=Corriente que será utilizada, en amperios (A)43 ,000 es una constante empírica

R=Radio de la bobina, en pulgadasL=Longitud de la pieza, en pulgadasD=Diámetro de la pieza, en pulgadasNI= Amperes-Vuelta

2. Bobinas con factor intermedio de llenado. Cuando la seccióntransversal de la bobina es mayor que dos veces pero menor que diezveces la sección transversal de la pieza inspeccionada, la fórmula es:



Donde:

N =Número de vueltas en la bobina

I =Corriente que será utilizada, en amperios (A)NIafl =Valor de NI calculado para bobinas con alto factor de llenadoNIbfl = Valor de NI calculado para bobinas con bajo factor de llenado Y =Relación del área de la sección transversal de la bobina y la seccióntransversal de la pieza:

r1 = Radio de la bobina, en pulgadasr2 = Radio de la pieza, en pulgadas

3. Bobinas con alto factor de llenado. En este caso, cuando sonutilizadas bobinas fijas o el cable es enrollado y el área de la seccióntransversal de la bobina es menor de dos veces el área de la seccióntransversal de la pieza (incluyendo porciones huecas), la bobina tiene unalto factor de llenado.

• Piezas colocadas dentro de una bobina con alto factorde llenado y con una relación longitud entre diámetro (L/D)igual o mayor que 3:

Donde:

N=Número de vueltas en la bobinaI=Corriente que será utilizada, en amperios (A)35,000 es una constante empíricaL=Longitud de la pieza, en pulgadasD=Diámetro de la pieza, en pulgadas

NI=Amperes-Vuelta

4. Relación (L/D) para una pieza hueca. Cuando se calcula larelación (L/D) para una pieza hueca, (D) debe ser reemplazada por undiámetro efectivo (Def), calculado utilizando:



Def = [(At – Ah)/p]1/2

Donde:

At = Área de la sección transversal total de la pieza

Ah= Área de la sección transversal de la porción hueca de la piezaPara una pieza cilíndrica, esto es equivalente a:

Def = [(DE)2 – (DI) 2]1/2

Donde:

DE = Diámetro exterior del cilindroDI = Diámetro interior del cilindro

Recordemos que la fuerza del campo magnético es la mayor en la paredinterna de la bobina, siendo nulo en el centro. Además, la longitud

efectiva de un campo magnético longitudinal es de 6 a 9 pulgadas, hacia

ambos lados de la bobina, por lo que cualquier pieza cuya longitud sea

mayor de 18 pulgadas necesitará 2 o más magnetizaciones.

Cuando se utilizan estas fórmulas, se obtienen valores en amperios-

vueltas (NI), por lo que, para determinar la corriente necesaria paraobtener una magnetización longitudinal adecuada, éste valor debe

dividirse entre el número de vueltas que tiene la bobina. La mayoría de

las bobinas prefabricadas cuentan con 3 a 5 vueltas.

Recordemos que la fuerza del campo magnético es la mayor en la pared

interna de la bobina, siendo nulo en el centro. Además, la longitud

efectiva de un campo magnético longitudinal es de 6 a 9 pulgadas, hacia

ambos lados de la bobina, por lo que cualquier pieza cuya longitud sea

mayor de 18 pulgadas necesitará 2 o más magnetizaciones.

Cuando se utilizan estas fórmulas, se obtienen valores en amperios-

vueltas (NI), por lo que, para determinar la corriente necesaria para



obtener una magnetización longitudinal adecuada, éste valor debe

dividirse entre el número de vueltas que tiene la bobina. La mayoría de

las bobinas prefabricadas cuentan con 3 a 5 vueltas.

• SECUENCIA DE OPERACIONES

En la inspección por partículas magnéticas, la secuencia de operaciones

se aplica a la relación entre el tiempo que se toma para la aplicación de

las partículas y el establecimiento del campo magnético. El examen

puede realizarse por medio de dos técnicas básicas comúnmente

empleadas en la industria continua y residual.

1- Magnetización continua. La magnetización continua se

emplea en la mayoría de aplicaciones, utilizando partículas secas o

húmedas. Es la que debería ser utilizada a menos que sea

específicamente prohibida.

Técnica de magnetización continua seca. A diferencia

de una suspensión húmeda, las partículas secas pierden casi todasu movilidad cuando entran en contacto con la superficie de la

pieza. Por ello, es imperativo que la pieza o el área de interés se

encuentre bajo la influencia del campo magnético, mientras las

partículas se encuentren en el aire y libres, para que sean atraídas

hacia las fugas de flujo. Debido a lo anterior, la corriente de

magnetización debe empezar a fluir antes de la aplicación de las

partículas secas, debe mantenerse hasta después que se haterminado la aplicación de las partículas y que cualquier exceso de

partículas ha sido removido, y hasta realizar una inspección visual.

Técnica de magnetización continua húmeda.

Generalmente se aplica en la inspección de piezas en equipos



estacionarios horizontales. Involucra el baño abundante de la pieza

con partículas, que termina antes de cortar la corriente de

magnetización. La duración del tiempo de magnetización es

típicamente de 0.5 segundos con dos o más disparos.

2- Magnetización residual. La inspección por el método

residual no es tan sensible como el método continuo. En esta

técnica, el medio de inspección se aplica después que la corriente

de magnetización ha sido interrumpida. Se utiliza solamente si la

pieza inspeccionada tiene alta retentividad para que el

magnetismo residual sea tan fuerte como para atraer y mantener

las partículas en los campos de fuga. Tiene gran aplicación en la

inspección de tubería o productos tubulares.

• DETERMINACIÓN DEL VALOR DE LA DENSIDAD DE FLUJO

El nivel de la densidad de flujo es crítico en la inspección por partículas

magnéticas. Se debe hacer énfasis que, para producir una buena

indicación, la fuerza del campo magnético generado debe ser adecuada

y su dirección favorable. Además, para que las indicaciones sean

consistentes, la fuerza del campo debe ser controlada dentro de límites

razonables.

Por todo lo anterior es obviamente importante que al aplicar la prueba

por partículas magnéticas el operador conozca cual es la fuerza del

campo dentro de la pieza que está siendo inspeccionada.



Los factores que afectan la densidad de flujo magnético generado son el

tamaño, la forma, el espesor y el tipo de material, y la técnica de

magnetización. Ya que estos factores varían ampliamente, es difícil

establecer reglas rígidas para la densidad de flujo para cada

configuración. Hoy en día no existe un método aplicable conocido el cual

permita la medición exacta de la densidad de flujo en un punto dado

dentro de cualquier pieza magnetizada. Se encuentran disponibles

varios tipos de medidores e indicadores que son herramientas utilizadas

para determinar, en forma cuantitativa y cualitativa, la densidad del flujo

magnético. Existen muchos medidores de campo, los cuales miden el

campo magnético en el aire, estos medidores casi siempre son usadospara medir “H” (la fuerza de magnetización), aunque pueden ser

calibrados en Gauss o Teslas, las cuales son unidades de densidad de

flujo.

Otros medidores tienen un resorte y un imán permanente pequeño,

estos proporcionan el valor relativo de la fuerza del campo cerca de la

superficie durante la magnetización. El nivel de la densidad de flujo escrítico en la inspección por partículas magnéticas. Se debe hacer énfasis

que, para producir una buena indicación, la fuerza del campo magnético

generado debe ser adecuada y su dirección favorable. Además, para que

las indicaciones sean consistentes, la fuerza del campo debe ser

controlada dentro de límites razonables. Por todo lo anterior es

obviamente importante que al aplicar la prueba por partículas

magnéticas el operador conozca cual es la fuerza del campo dentro de lapieza que está siendo inspeccionada. Los factores que afectan la

densidad de flujo magnético generado son el tamaño, la forma, el

espesor y el tipo de material, y la técnica de magnetización. Ya que



estos factores varían ampliamente, es difícil establecer reglas rígidas

para la densidad de flujo para cada configuración.

Hoy en día no existe un método aplicable conocido el cual permita la

medición exacta de la densidad de flujo en un punto dado dentro de

cualquier pieza magnetizada. Se encuentran disponibles varios tipos de

medidores e indicadores que son herramientas utilizadas para

determinar, en forma cuantitativa y cualitativa, la densidad del flujo

magnético. Existen muchos medidores de campo, los cuales miden el

campo magnético en el aire, estos medidores casi siempre son usados

para medir “H” (la fuerza de magnetización), aunque pueden ser

calibrados en Gauss o Teslas, las cuales son unidades de densidad de

flujo. Otros medidores tienen un resorte y un imán permanente

pequeño, estos proporcionan el valor relativo de la fuerza del campo

cerca de la superficie durante la magnetización.

Algunos otros tienen una bobina de contacto la cual proporciona una

medición relativa de la fuerza del campo magnético pero no proporciona

la densidad de flujo, estos instrumentos también pueden ser usados

para determinar la dirección del flujo. Además, existen instrumentos que

cuentan con una sonda que funciona por efecto Hall, ver la figura No. 47,

los cuales proporcionan la medición del campo cerca de la superficie y

muestran su dirección, pero indican la componente H.

Algunas investigaciones muestran que los instrumentos que operan por

Corrientes Eddy pueden ser calibrados para medir la densidad de flujo y

para determinar la dirección del campo sin efectos de flujos estáticos

externos.



Un documento de uso en la inspección por partículas magnéticas (ASTM

E-709) requiere que la fuerza del campo sea de 30 a 60 Gauss, el

equivalente de 2.4 a 4.8 KA/m.

Figura No. 47: Instrumento electrónico para medir densidad de flujo

Ha sido desarrollada una variedad de accesorios simples, con el

propósito de asegurar que el campo en una pieza particular que está

siendo inspeccionada es de magnitud y dirección adecuada.

Estos accesorios son colocados sobre la superficie de la pieza que está

siendo magnetizada, funcionan provocando que parte del campo salga

de la superficie de la pieza inspeccionada, que pase a través del

accesorio externo de prueba y que regrese otra vez a la pieza

inspeccionada.

Algunos de estos accesorios son:

• El indicador de campo magnético tipo pastel

• El indicador de campo del Prof. Berthold, y

• Los indicadores de magnetización de tipo placas con ranuras.



Estos indicadores consisten de piezas de hierro suave, dentro de las

cuales ha sido maquinado o insertado un “defecto artificial”

normalmente en forma de ranura. La figura No. 48, 49 y 50 ilustran

cada uno de estos tipos de indicadores.

Figura No. 48: Indicador de campo magnético tipo pastel

Figura No. 49: Indicador de campo magnético Berthold



Figura No. 50: Placas con ranuras

La pieza se magnetiza y las partículas son aplicadas normalmente. Si

es mostrado el defecto artificial, entonces se considera que la

magnetización es adecuada, como se puede observar en la figura No.51. El nivel adecuado de sensibilidad para varios tamaños de

discontinuidades es alcanzado variando el ancho y profundidad del

defecto artificial. Si son usados adecuadamente estos accesorios son

muy valiosos.

Figura No. 51: Uso de un indicador de campo magnético

Otra forma práctica para determinar, en forma cualitativa, la densidad

de flujo magnético es utilizando discontinuidades conocidas. Esto es,



realizando pruebas con piezas similares o idénticas a las piezas que

serán inspeccionadas que contengan discontinuidades conocidas.

Para usarse, el indicador es colocado sobre la pieza inspeccionada, de

tal forma que el defecto artificial esté en la dirección de las

discontinuidades que se espera encontrar en la pieza. La pieza se

magnetiza y las partículas son aplicadas normalmente. Si es mostrado el

defecto artificial, entonces se considera que la magnetización es

adecuada, como se puede observar en la figura No. 51. El nivel

adecuado de sensibilidad para varios tamaños de discontinuidades es

alcanzado variando el ancho y profundidad del defecto artificial. Si son

usados adecuadamente estos accesorios son muy valiosos.

Figura No. 51: Uso de un indicador de campo magnético

Las partículas magnéticas que forman una indicación, también

conocidas como “polvo o medio de inspección” , son tan importantes

como el propio equipo de magnetización. Estas partículas no actúan

como una sola unidad, se amontonan cuando son magnetizadas. Sin



embargo, un amontonamiento excesivo reduce su capacidad para

moverse hacia las fugas de flujo para formar indicaciones.

Algunas partículas se suministran en forma de polvo seco, algunas como

una pasta y otras como concentrados.

• CARACTERÍSTICAS DE LAS PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Las partículas magnéticas son fabricadas de materiales

ferromagnéticos, con propiedades físicas y magnéticas que

afectan su funcionalidad como medio para formar indicaciones.

1. Propiedades físicas

Las propiedades físicas principales de las partículas magnéticas

son el tamaño, forma, densidad y color.

• Tamaño de las partículas magnéticas

Éstas partículas son mucho más pequeñas que las limaduras de

hierro, por lo que, cuando están secas parecen polvo. Sus

dimensiones varían dentro de un rango, para permitir que las

fugas de flujo con diferentes fuerzas puedan atraer las partículas

de diferentes masas.

El rango de dimensiones de las partículas comercialmente

disponibles es de entre 0.125 a 60 micras (0.000005 a 0.0025

pulgadas). Las partículas muy finas no tienden a moverse como



unidades separadas, se aglomeran para formar grandes

acumulaciones.

• Forma de las partículas magnéticas

La forma de la partícula es importante. En la actualidad, las

partículas magnéticas son una mezcla de formas esféricas y

alargadas, unas proporcionan movilidad adecuada y las otras

polarización magnética. Juntas se enlazan para formar cadenas o

puentes pequeños para los campos de fuga, con lo que se forman

las indicaciones visibles.

• Densidad de las partículas magnéticas

Es una propiedad que afecta la movilidad de las partículas. Por

ejemplo, los polvos de tipo metálico y óxido son más densos que el

agua, por lo que las partículas húmedas, preparadas en agua o

aceite, tienden a asentarse cuando no son agitadas.

• Color de las partículas magnéticas

Las partículas son coloreadas para proporcionar un color

contrastante con la superficie de la pieza inspeccionada, para

resaltar la visibilidad de indicaciones pequeñas. La presentación

de las partículas es en diferentes colores, con el objeto de

proporcionar un contraste adecuado.

2. Propiedades magnéticas

Las partículas magnéticas deben ser muy sensibles al

magnetismo, por lo que deben tener características magnéticas

similares a los materiales ferromagnéticos.



Las características de las partículas magnéticas son,

esencialmente, una alta permeabilidad y una baja retentividad.

• Alta permeabilidad

La alta permeabilidad de las partículas permite que puedan ser

rápidamente magnetizadas, para que sean fácilmente atraídas y

retenidas por campos de fuga débiles.

• Baja retentividad

Se requieren partículas de baja retentividad, esto significa que no

retendrán prácticamente ningún magnetismo residual, para que no

se queden sobre la pieza cuando no son retenidas por un campo

de fuga, lo que permite que sean fácilmente removidas de la

superficie de la pieza inspeccionada.

Clasificación de las partículas magnéticas

Las partículas magnéticas pueden ser clasificadas en:

1. Métodos, por la forma de ser transportadas

• Partículas secas (aire)

• Partículas vía húmeda (agua o petróleo ligero)

2. Tipos, por el contraste con la superficie

• Partículas visibles, no-fluorescentes, contrastantes o coloreadas



• Partículas fluorescentes

Es importante utilizar el método y tipo adecuado de partículas

magnéticas para asegurar que las indicaciones de

discontinuidades prevalezcan en cualquier caso dado.

• CLASIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Las partículas magnéticas pueden ser clasificadas en:

1. Métodos, por la forma de ser transportadas

• Partículas secas (aire)• Partículas vía húmeda (agua o petróleo ligero)

2. Tipos, por el contraste con la superficie

• Partículas visibles, no-fluorescentes, contrastantes o coloreadas• Partículas fluorescentes

Es importante utilizar el método y tipo adecuado de partículasmagnéticas para asegurar que las indicaciones de discontinuidadesprevalezcan en cualquier caso dado.

1. Métodos

a) Partículas secas

El requisito básico para las partículas secas es que tengan laspropiedades magnéticas adecuadas, además que sean ligeras y móviles.Las partículas empleadas en el método seco tienen características

similares a las del método húmedo, excepto que se utilizan secas, enforma de polvo. Las partículas secas dependen de que el aire las lleve ala superficie de la pieza, por lo que se pueden utilizar pistolas, bulbos oaplicadores racionadores en forma de pera o tipo salero, ver la figura No.52.



Figura No. 52: Aplicadores de partículas secas

El método para aplicar las partículas secas es dispersarlas en forma deuna nube ligera de polvo, como se muestra en la figura No. 53, lo cualles proporciona un alto grado de movilidad. Como las partículas flotanhacia abajo, por encima de la pieza que está siendo magnetizada, tienen

libertad para moverse en cualquier dirección, por lo que pueden seratraídas por campos de fuga débiles. La mejor forma paraproporcionarles movilidad a las partículas secas es utilizando camposmagnéticos pulsantes. Las partículas utilizadas en el método secopueden ser de diferentes colores, como rojo, negro, gris, azul, amarillo oanaranjado.

Figura No. 53: Aplicación de partículas secas

En resumen, a continuación se indican las ventajas y desventajas deluso del método seco:

Ventajas:

• Excelente para detectar discontinuidades subsuperficiales• Fácil de usar en la inspección de objetos grandes con equipo

portátil• Adecuado para la inspección de materiales con superficie rugosa



• Las partículas tienen una alta resistencia al calor, por lo quepueden usarse a altas temperaturas, de hasta 315°C.

• Fácil de usar en inspecciones en campo con equipo portátil• Buena movilidad cuando es usado con CA o CDRMO.• No es tan “sucio” como el método húmedo•

El equipo utilizado es menos costosoDesventajas:

• No es tan sensible como el método húmedo para grietas pocoprofundas y muy finas

• No es fácil cubrir toda la superficie adecuadamente,especialmente de piezas con forma irregular o grandes

• Más lento que el método húmedo para la inspección de una grancantidad de piezas pequeñas

• No es fácil de utilizar para tiempos de inspección cortos, con la

técnica de “disparos” en el método continuo• Difícil de adaptar a sistemas de inspección mecanizados

b) Partículas húmedas

La presentación de estas partículas puede ser en forma de pastas, polvoy concentrados.

Pastas

En forma de pasta las partículas magnéticas deben ser disueltas en

aceite para conseguir el tamaño de partícula y la consistencia adecuada.La pasta es difícil de deshacer y no se puede evitar que se formenterrones que puedan mezclarse con la suspensión. Actualmente, casi yano se suministran las partículas en forma de pastas.

Polvo

Con el uso del agua como vehículo, las partículas en forma de pasta sonmás difíciles de dispersar, por lo que actualmente las partículas sonproducidas en forma de un polvo concentrado seco, que puede ser parasuspensiones en aceite o en agua. Las partículas en polvo tienen lanecesidad de mezclarse con agentes que faciliten su dispersión, agenteshumectantes, agentes inhibidores de corrosión, etc. Las partículas en



forma de polvo pueden ser vertidas directamente en el tanque parapreparar el baño, sin la necesidad de mezclarlas previamente.

Concentrados

Las partículas usadas en concentrados son recubiertas con agenteshumectantes, un tipo de detergente, que les permite combinarsefácilmente con el vehículo. Los concentrados de partículas que sondiseñados para utilizarse en agua, vienen premezclados con unacondicionador para que puedan ser vertidas directamente en el agua ypara mejorar las características de la solución. La figura No. 54 ilustra lapresentación comercial de partículas magnéticas en forma de unconcentrado. Las partículas utilizadas en el método húmedo pueden serde diferentes colores, como rojo, negro o fluorescentes (verde-amarillo).Las partículas húmedas pueden ser aplicadas en forma manual oautomática, bombeadas a través de boquillas, pistolas y aspersores.

Las partículas húmedas normalmente son aplicadas sobre las piezasinspeccionadas y posteriormente son recolectadas en recipientes otanques abiertos en donde son agitadas y bombeadas, todo esto se haceen equipos de magnetización estacionarios.

Figura No. 54: Partículas húmedas en forma de concentrado

Cuando se utiliza el método húmedo las partículas se encuentran

suspendidas en un vehículo, el cual puede ser agua o aceite (petróleoligero o queroseno). El vehículo de las partículas húmedas les permiteflotar para que sean fácilmente atraídas hacia las fugas de flujo, perocuando no existen fugas salen de la pieza junto con el líquido.

Características de las suspensiones en aceite



El aceite tiende a proporcionar una buena humectabilidad para laspiezas metálicas. Sin embargo, debe tener otras características para queactúe como un buen vehículo para las partículas. Estas característicasson:

Viscosidad.- Para que la partícula tenga buena movilidad la viscosidadmáxima a temperatura ambiente debería ser de aproximadamente 5centiestokes.

Punto de ignición.- Como el aceite (petróleo ligero o queroseno) es uncombustible, es preferible que la temperatura mínima para queproduzca flama sea de 57 °C (135°F). Los aceites que producen flamapor debajo de esta temperatura tienen baja presión de vapor y seevaporan rápidamente, por lo que se requiere reemplazarlosfrecuentemente para que no se formen vapores nocivos y se presente elriesgo de producirse flama.

Color.- El color es un indicador de la presencia de contaminantes comoel azufre.

Olor.- El olor es una objeción para muchos operadores que trabajantodo el día con recipientes abiertos que contienen partículas. El olorpuede ser un indicador de la presencia de contaminantes indeseables,tal como el azufre.

Fluorescencia.- La mayoría de suspensiones húmedas utilizanpartículas fluorescentes y muchos aceites también son fluorescentes,

por eso es mejor utilizar aceites con bajo nivel de fluorescencia natural.

Reacción química.- La suspensión no debe reaccionar con losmateriales que son inspeccionados.

Contaminación.- La suspensión puede ser contaminada con polvo,grasa y aceite que permanece en las piezas inspeccionadas. Estoscontaminantes pueden provocar acumulación de partículas y producirindicaciones como de discontinuidades. Además, en la prueba deasentamiento de las partículas, los contaminantes pueden provocar quesea difícil medir el nivel y la concentración de las partículas. También,

los contaminantes pueden elevar la fluorescencia del aceite y produciruna alta fluorescencia de fondo durante la inspección. Finalmente, loscontaminantes pueden aumentar la viscosidad del aceite.

Características de las suspensiones en agua



El agua es bastante popular como vehículo de suspensión para laspartículas magnéticas. Las suspensiones con agua tienen ciertascaracterísticas:

• Con el agua se elimina completamente el riesgo de producirse

flama.• Obviamente, las suspensiones con agua deben ser utilizadas

cuando la temperatura se encuentra por debajo del punto deevaporación y por encima del punto de congelación.

• Debido a que el agua es un buen conductor eléctrico, el equipodebe ser adecuadamente conectado a tierra.

• Como el agua se evapora más rápidamente que los aceites, lasuspensión debe ser verificada frecuentemente. También, puedeser necesaria una prueba frecuente de rompimiento del agua paraasegurar que hay suficiente agente humectante en la suspensión.

Control del baño de suspensión

Conforme el baño de suspensión va siendo utilizado para realizarinspecciones sufre de ciertos cambios, algunos de los cuales son:

• La pérdida de partículas magnéticas, porque se adhieran mecánicao magnéticamente a las piezas, lo que tiende a reducir laconcentración del baño

• La pérdida del líquido debido a la película que se adhiere sobre lasuperficie de las piezas

• La pérdida del líquido por evaporación, lo que tiende a

incrementar la concentración de las partículas• La acumulación gradual de polvo, suciedad, óxido, aceite y grasa

de piezas sin limpieza adecuada, y por pelusa que se desprendedel trapo usado para limpiar

Por lo anterior, es muy importante y necesario verificar el bañofrecuentemente y realizar las correcciones necesarias.

Una de las verificaciones que debería realizarse periódicamente es paradeterminar la concentración del baño.

La “concentración” o “fuerza” del baño es el número de partículasmagnéticas húmedas en un recipiente.

La concentración del baño es un factor de importancia mayor paradeterminar la calidad de las indicaciones obtenidas.

Por ejemplo, concentraciones muy elevadas de partículas dan comoresultado un fondo confuso y una adherencia excesiva de partículas, que



puede interferir con indicaciones de discontinuidades muy finas. O, porel contrario, pueden producirse indicaciones muy finas que puedenllegar a perderse completamente, por un baño con una concentración departículas muy reducida.

La concentración del baño se determina midiendo el volumen departículas asentadas. Para realizar esta prueba se utiliza un Tubocentrífugo ASTM tipo pera, como el que se muestra en la figura No. 55,que puede tener una espiga de 1 ml y divisiones de 0.05 ml parasuspensiones con partículas fluorescentes o con espiga de 1.5 ml ydivisiones de 0.1 ml para suspensiones con partículas visibles o nofluorescentes.

Figura No. 55: Tubo centrífugo ASTM tipo pera

A continuación, se incluyen los pasos que se deben seguir en el proceso para preparar las

soluciones y para determinar la concentración del baño.

1. Se pesa la pasta o el polvo, o se mide el volumen de concentrado. La cantidad en

peso o volumen varía según las partículas, sean fluorescentes o visibles, y si elvehículo es agua o petróleo ligero; generalmente la cantidad la recomienda el

fabricante.

2. Se agrega lentamente el polvo o el concentrado en el recipiente que contenga lacantidad adecuada de vehículo.

3. Se mezcla y agita la suspensión, durante un mínimo de 30 minutos, para asegurar

una distribución uniforme de partículas.4. Se toma una muestra de 100 ml en el tubo centrífugo tipo pera o un tubo de

decantación.

5. Se deja reposar la muestra para que se asienten las partículas, durante 30 minutos siel baño es preparado con agua o durante 60 minutos si el baño es preparado con

petróleo, en un lugar libre de vibraciones.

6. Se mide el volumen de las partículas asentadas en el fondo de la espiga del tubo

centrífugo.



Si la lectura es mayor que la requerida, en general de 0.1 a 0.4 ml para partículas

fluorescentes, y de 1.2 a 2.4 ml para partículas visibles, se debe agregar más

vehículo al baño, agua o petróleo, y si la lectura es menor a la requerida, se agreganmás partículas al recipiente.

Las determinaciones de la concentración del baño, después de un tiempo de haberlo preparado y de realizar inspecciones, pueden no ser tan confiables como se espera, esto sedebe a la contaminación del baño con diferentes materiales como polvo, óxido, etc., lo que

causa lecturas de volumen falsas.

Después de un cierto tiempo de uso, el baño puede verificarse con el Bloque MTU, que se

ilustra en la figura No. 56, con el cual se puede verificar, en forma cualitativa, que el bañocontiene suficientes partículas magnéticas, ya que al bloque no se adhieren materiales

contaminantes.

Las determinaciones de la concentración del baño, después de un tiempo de haberlo

preparado y de realizar inspecciones, pueden no ser tan confiables como se espera, esto sedebe a la contaminación del baño con diferentes materiales como polvo, óxido, etc., lo que

causa lecturas de volumen falsas.

Después de un cierto tiempo de uso, el baño puede verificarse con el Bloque MTU, que se

ilustra en la figura No. 56, con el cual se puede verificar, en forma cualitativa, que el bañocontiene suficientes partículas magnéticas, ya que al bloque no se adhieren materiales

contaminantes.

Figura No. 56: Bloque MTU

El método húmedo tiene sus ventajas y desventajas. Las ventajas más importantes, las

cuales constituyen la razón para ser un método usado ampliamente, son:

• Es el método más sensible para grietas superficiales muy finas

• Es el método más sensible para grietas superficiales finas y muy poco profundas

• Las partículas magnéticas cubren rápida y completamente todas las superficies de

piezas con forma irregular, grandes o pequeñas



• Es el método más rápido y completo para la inspección de lotes grandes de piezas

pequeñas

• El baño se puede recuperar fácilmente y se puede re-utilizar • Las partículas magnéticas tienen excelente movilidad en el líquido de suspensión

• Es fácil medir y controlar la concentración de partículas en el baño, lo que hace más

uniforme y segura la reproducción de resultados• Se adapta a tiempos de inspección cortos, con la técnica de “disparos” de

magnetización para el método continuo

• Se adapta fácilmente a la operación en unidades automáticas

Algunas de las desventajas del método húmedo son:

• Normalmente no es capaz de detectar discontinuidades subsuperficiales

• Es sucio para trabajar, especialmente cuando no se recuperan las partículas y en

inspecciones en campo• Cuando se utiliza aceite para el baño y la magnetización circular por contacto

directo, se presenta un riesgo potencial de producirse fuego

• Se requiere un sistema de recirculación diseñado adecuadamente para mantener las partículas en suspensión

• En ocasiones, en la limpieza posterior es un problema remover las partículas

magnéticas adheridas a la superficie

2. Tipos

Aún desarrollando un sistema de inspección altamente sofisticado, sin embargo, si el

inspector tiene dificultades para observar las indicaciones, entonces el sistema esinadecuado. La mejor visibilidad para el ojo humano es proporcionada por condiciones de

alto contraste.

Uno de los requisitos principales para observar la presencia de indicaciones es contar conuna buena iluminación.

a) Partículas visibles, no-fluorescentes, contrastantes o coloreadas

Las indicaciones de partículas visibles son examinadas con luz blanca, que puede ser

natural, proveniente del sol, o artificial, proveniente de lámparas, focos, etc.

Con partículas visibles la selección del color de la partícula a utilizar depende únicamentede cuál proporcione el mayor contraste con el color de la superficie de la pieza

inspeccionada, como en el caso de una hoja blanca, la impresión de color negro es una

condición con alto contraste.

Por ejemplo, polvos blancos o grises sobre la superficie gris de fundiciones de arena son

difíciles de ver, por el contrario, polvos de color rojo proporcionan buen contraste.



Algunas partículas son cubiertas con tintes que proporcionan colores brillantes, con los

cuales se tiene un mejor contraste que los colores naturales menos brillantes.

En algunos casos, se puede utilizar un tipo de recubrimiento sobre la superficie de la piezainspeccionada, conocido como tinta de contraste, con el objeto de proporcionar una

superficie que contraste con el color de las partículas. Su espesor debe ser el menor posible(no mayor de 0.05 mm) para que no ocasione interferencias con la formación deindicaciones, no debe interferir con la movilidad de las partículas, no debe interferir con los

puntos de contacto eléctrico y no deben ser solubles en el vehículo de las partículas

húmedas.

Para efectuar la inspección utilizando partículas visibles se debe contar con una intensidadmínima de luz sobre la superficie de la pieza inspeccionada. Por ejemplo, de acuerdo con el

Código ASME para Recipientes a Presión y Calderas, Sección V, Artículo 7, se requiere

una intensidad mínima de 1000 lux (100 pies-candela, fc) sobre la superficie inspeccionada

para asegurar una sensibilidad adecuada durante el examen y evaluación de las

indicaciones, y del Volumen 03.03 de ASTM el documento E-709 considera esa intensidadcomo una recomendación.

b) Partículas fluorescentes

Existen partículas magnéticas cubiertas con un tinte fluorescente, el cual proporciona elmáximo contraste para el ojo humano.

En partículas magnéticas, “Fluorescencia” es “la propiedad que tienen ciertas sustancias para emitir luz blanca, dentro del rango de luz visible, cuando son iluminadas o expuestas

a la luz ultravioleta”.

La luz visible y la luz ultravioleta pertenecen a una familia de ondas llamadas “Ondas

Electromagnéticas”. El espectro electromagnético puede describirse con base en la

longitud de onda, como se ilustra en la figura No. 57.

Figura No. 57: Espectro electromagnético



La luz ultravioleta utilizada es conocida como “luz negra” , la que seencuentra en un rango de longitudes de onda de 330 a 390 nanómetros(1 nm = 10-9 metros), cercano a las longitudes de onda de la luz visible,siendo la predominante de 365 nanómetros, que es equivalente a 3650Ángstrom (1 nm = 10 Ángstrom).

Normalmente las partículas fluorescentes tienen una coloración verde-amarilla, la cual tiene la particularidad de ser la más fácilmente visiblepara el ojo humano, por encontrarse al centro del espectro visible. Lafigura No. 58 muestra la respuesta del ojo humano al espectro decolores del rango de luz visible. Con los colores de los extremos delespectro la apariencia es mucho más atenuada que con los colores en elcentro.

Con excepción de algunas aplicaciones, las partículas fluorescentes sonusadas en el método húmedo. Con ello, la inspección con partículas

fluorescentes es más rápida, más confiable y más sensible paradiscontinuidades muy finas, en la mayoría de aplicaciones.

Figura No. 58: Respuesta del ojo humano a los colores

Con el uso de partículas fluorescentes se requiere cumplir con variascondiciones. Una de ellas es contar con un área de trabajo con ciertonivel de oscuridad y otra es utilizar una fuente de luz negra, con lo quese obtiene un muy alto contraste.

Para llevar a cabo la inspección utilizando partículas fluorescentes esnecesario cumplir con ciertos requisitos:



• Se debe contar con una intensidad mínima de luz negra sobre lasuperficie de la pieza inspeccionada.

Por ejemplo, de acuerdo con el Código ASME para Recipientes a Presióny Calderas, Sección V, Artículo 7 y del Volumen 03.03 de ASTM el

documento E-709, la intensidad de luz negra sobre la superficieinspeccionada no debe ser menor a 1000 mW/cm2. Esto se debe a quela intensidad de luz negra utilizada para energizar un materialfluorescente determina la cantidad de luz visible emitida.

• La intensidad de la luz negra debe medirse periódicamente con unmedidor de luz negra adecuado.

• Se debe permitir que la lámpara de luz negra se caliente duranteun tiempo mínimo de 5 minutos antes de usarla o de medir laintensidad de la luz negra emitida.

• Se recomienda que el técnico adapte sus ojos a las condiciones del

área oscura, por ejemplo, de acuerdo con el Código ASME paraRecipientes a Presión y Calderas, Sección V, Artículo 7, debeesperar al menos 5 minutos y del Volumen 03.03 de ASTM eldocumento E-709, recomienda esperar al menos 1 minuto, antesde iniciar el trabajo de inspección.

• Se recomienda que la intensidad de luz blanca ambiental, dentrodel área oscura, no sea mayor a 20 luxes (2 pies candela).

Lámparas de luz negra

Existen diferentes tipos de lámparas de luz negra comercialmente

disponibles, dentro de las que se encuentra a las lámparas tubulares, laslámparas incandescentes y las lámparas de vapor de mercurio.

Lámparas tubulares.- Son similares, en construcción y operación, a laslámparas tubulares fluorescentes para iluminación general. Emplean elarco de vapor de mercurio de baja presión. El interior del tubo estácubierto con fósforo que produce fluorescencia con la energía dedescarga del vapor de mercurio. Los tubos pueden ser de diferenteslongitudes, los más largos (de hasta 36”) no son portátiles como los de5” o 6”, pero proporcionan más luz sobre áreas grandes. Pueden sermontados en bancos de 4 a 6 tubos. Un problema inherente es que su

salida cae rápidamente con el uso.

Lámparas incandescentes.- Son similares a las lámparas foto-reflectoras ordinarias, excepto que son fabricadas con vidrio rojo-púrpura. Producen luz de baja intensidad, su tiempo de vida es corto ygeneran una gran cantidad de calor.



Lámparas de vapor de mercurio.- La lámpara de arco de vapor demercurio de alta presión es la fuente de luz negra más importante parala inspección con partículas fluorescentes. Casi es la lámparauniversalmente utilizada, la figura No. 59 muestra este tipo de lámpara.Por el proceso para el funcionamiento interno de la lámpara, al

encenderla le toma cerca de 5 minutos para alcanzar la máximaintensidad de luz.

Estas lámparas utilizan bulbos de 100 vatios (watts) identificados comoiluminadores “spot” o “flood” (puntuales o de inundación). Las lámparascon bulbos “spot” concentran su energía en áreas relativamentepequeñas, lo que proporciona la máxima iluminación en el sitio haciadonde se dirige y en el cual se observan las indicaciones. En otraspalabras, proporciona la intensidad adecuada para casi todas lasinspecciones en el área de un círculo de 6” de diámetro a una distanciade 15” del filtro de la lámpara.

Las lámparas con bulbos “flood” proporcionan más iluminación sobreáreas grandes, pero no son tan adecuadas para utilizarse eninspecciones críticas. El nivel de iluminación es menor que el mínimorequerido normalmente, a menos que la lámpara se mantengaextremadamente cerca de la superficie de interés.

Figura No. 59: Lámpara de vapor de mercurio

Cuando una lámpara de luz negra se apaga, por cualquier razón, losbulbos no responden inmediatamente cuando son encendidasnuevamente. Debe permitirse que transcurra un tiempo para que lalámpara se enfríe y se restablezca el arco, lo cual puede tardar variosminutos. Por lo anterior, una vez que la lámpara de luz negra esté enoperación, es mejor dejarla encendida todo el tiempo aunque no seautilizada en forma continua.



Otra razón para dejar la lámpara encendida es porque cada vez que seenciende se afecta la vida útil del bulbo, posiblemente reduciéndolahasta tres horas cada que se enciende, y la vida del bulbo es limitada.La expectativa de vida nominal para un bulbo es de aproximadamente1000 horas.

Filtros para lámparas de luz negra

Todas las lámparas de luz negra utilizan un filtro de vidrio, de color rojo-púrpura oscuro, que tiene la función de remover efectivamente toda laluz visible y la radiación de onda corta dañina, igualmente producidaspor la lámpara. El filtro permite el paso de la radiación óptima (de 365nm) para energizar la mayoría de tintes fluorescentes usados.

Medidores de intensidad de luz negra

Para cumplir con el control del proceso de inspección, y porque unaintensidad de luz menor a la óptima puede afectar seriamente losresultados de las inspecciones, la intensidad de la luz negra debemedirse a intervalos regulares de tiempo. Tales mediciones puedenrealizarse fácil y rápidamente con equipo muy simple, como el que seilustra en la figura No. 60.

Figura No. 60: Medidor de intensidad de luz negra

CONDICIÓN DE LA SUPERFICIE

Sin tener en cuenta las partículas que se van a utilizar, bien seanhúmedas o secas, es primordial que las piezas examinadas estén bienlimpias y libres de grasa, aceite, polvo, etc. Si las piezas no estánlimpias, puede disminuirse la movilidad de las partículas y provocar queno sean atraídas hacia los campos de fuga.



Si la pieza no está limpia, un baño húmedo puede dar como resultadouna superficie grasosa o aceitosa, ya que la grasa, aceite y polvotambién pueden contaminar el recipiente. También, las partículas secasse pegarán a una superficie sucia o húmeda, por lo cual, las piezasademás de estar limpias también deben encontrarse secas.

SENSIBILIDAD DE LOS MÉTODOS

Anteriormente se explicó que la corriente alterna (CA) es la corrientemás efectiva para detectar discontinuidades superficiales, lo cual escierto porque la CA tiene la tendencia de fluir cerca de la superficie delas piezas (efecto de piel), por lo que crea el campo magnético máximoen la superficie. Ahora bien, ya que se ha establecido que la CA essuperior para detectar discontinuidades superficiales, ahora se enfocaráel tema a la detección de discontinuidades subsuperficiales.

La figura No. 61 muestra un anillo de prueba de acero (ketos) quecontiene 12 barrenos localizados a distintas profundidades. Este anillode prueba puede ser utilizado para evaluar y comparar la funcionalidady sensibilidad del método húmedo y seco, de las técnicas de partículasno fluorescentes y fluorescentes, y de los diferentes tipos de corrientesde magnetización.



Figura No. 61: Anillo de prueba

A continuación, la figura No. 62 ilustra en forma gráfica los resultados depruebas realizadas en un anillo de prueba. Estas pruebas tienen el fin decomparar la capacidad de diferentes tipos de corrientes demagnetización para detectar discontinuidades localizadas por debajo dela superficie.

Cada prueba se realizó usando un conductor central y una cantidadmínima de corriente de cada tipo, para producir una cantidad apreciablede partículas en la superficie exterior del anillo de prueba, figura No. 63,para cualquier profundidad de barreno dado.



Figura No. 62: Gráfica de resultados de prueba

Figura No. 63: Pruebas para determinar la capacidad de detección

Con corriente alterna, utilizando ambos tipos de partículas, se necesitóentre 700 y 900 amperios para provocar fugas de flujo suficientes paraque fueran atraídas las partículas y formaran la indicacióncorrespondiente al primer barreno, ver figura No. 64.



Figura No. 64: Resultados de las pruebas con corriente alterna

La cercanía entre las líneas de CA y partículas húmedas, y CA ypartículas secas, indica que existe muy poca diferencia entre ambosmétodos. También se muestra que la CA no se debería usar

normalmente para detectar discontinuidades subsuperficiales.A pesar de la falta de penetración, cuando se utiliza CA, el método másefectivo es con partículas secas. Como la línea de CA y partículas secasestá a la derecha de la línea de CA y partículas húmedas, se puede verque se requiere una cantidad menor de corriente para provocar fugas deflujo suficientes para atraer partículas secas hacia la superficie del anillo,en la proximidad del primer barreno.

Ahora, se van a comparar las partículas secas y húmedas utilizando CDen lugar de CA, ver figura No. 65.

Figura No. 65: Resultados de las pruebas con corriente directa

Al comparar los dos métodos, es importante recordar que fue utilizada la

mínima cantidad de cada tipo de corriente para atraer las partículas

magnéticas. Con el método húmedo y CD las partículas fueron atraídas

hacia la superficie sobre el barreno No. 2, con una corriente de 735

amperios, y con partículas secas y CD solo se necesitaron 475 amperios

para atraer las partículas sobre el mismo barreno No. 2.

De lo anterior se puede concluir que, bien se utilice CA o CD, las

partículas secas son atraídas más fácilmente hacia las fugas de flujo



producidas por discontinuidades subsuperficiales, lo cual es cierto

porque las partículas secas están flotando en una nube y pueden

desviarse fácilmente sobre la superficie de la pieza que se está

magnetizando, lo cual permite que las partículas secas sean atraídas

más fácilmente hacia los campos de fuga débiles.

Utilizando el método húmedo y CD se necesitaron 1,000 amperios para

provocar fugas de flujo y atraer partículas hacia el barreno No. 3,

mientras que con CD y partículas secas solo se necesitaron 550

amperios para atraer las partículas hacia el mismo barreno No. 3.

Dado que las partículas secas son atraídas más fácilmente hacia las

fugas de flujo, se puede decir que el método seco y CD es el más

sensible para detectar discontinuidades subsuperficiales, en este caso.

Lo que siempre se debe recordar es que las partículas secas son más

sensibles que las partículas húmedas, ya sea con CA o CD, que la

corriente alterna es más efectiva para localizar discontinuidades

superficiales y que la corriente directa es más efectiva para detectardiscontinuidades subsuperficiales. En resumen, la CD y las partículas

secas son siempre más sensibles que la CD y las partículas húmedas.

Ahora, puede surgir la siguiente pregunta ¿Y que sucede con la CDRMO?

Veamos la figura No. 66, en ella se aprecia que con CDRMO y partículas

secas se necesitaron solamente unos 400 amperios para crear fugas de

flujo en el barreno No. 6 del anillo de prueba. La conclusión es que la

CDRMO tiene la máxima cualidad de penetración. La habilidad de

penetración de la CDRMO se debe a que su acción pulsante continua

agita las partículas, lo cual tiende a darles movilidad, por lo que las

partículas pueden ser atraídas hacia campos de fuga débiles.



Figura No. 66: Resultados de la prueba con CDRMO

Ahora se va a comparar la funcionalidad de los diferentes métodos de

partículas magnéticas, secas y húmedas.

De acuerdo con los resultados de las pruebas realizadas, se puede

asegurar que el método por partículas secas es superior para detectar

discontinuidades localizadas por debajo de la superficie

(subsuperficiales), lo que se debe a la alta permeabilidad y a la forma

favorablemente alargada de las partículas. También, se puede decir que

las partículas secas en combinación con CA son excelentes para detectar

grietas superficiales, siempre y cuando no sean excesivamente finas.

En la figura No. 67 se puede observar la comparación de la efectividad

del método seco y el método húmedo para detectar discontinuidades

localizadas por debajo de la superficie. En la figura se ve claramente que

el método seco es superior al método húmedo para este propósito, a

cualquier valor utilizado de corriente. Sin embargo, no debemos olvidar

que cuando el problema es detectar discontinuidades superficiales muy

finas, no hay cuestionamiento alguno acerca de la superioridad del

método húmedo, utilizando cualquier tipo de corriente de

magnetización.



Figura No. 67: Comparación entre las partículas secas y

húmedas

PRINCIPIOS DE DESMAGNETIZACION

• MAGNETISMO RESIDUAL

Anteriormente se mencionó que la permeabilidad magnética de un

material es la facilidad con la que puede ser magnetizado. En otras

palabras, es la facilidad con la que se producen líneas de fuerza en

el interior del material. Los hierros suaves y los hierros de bajo



contenido de carbono son sumamente fáciles de magnetizar y son

altamente permeables. Estos materiales magnéticos conducen

fácilmente las líneas de fuerza.

Los materiales magnéticos que son difíciles de magnetizar tienen

baja permeabilidad. Los aceros duros, con alto contenido de

carbono son difíciles de magnetizar y tienen baja permeabilidad.

Después de haber sido magnetizados, en todos los materiales

ferromagnéticos permanece un campo magnético en algún grado.

El campo magnético que retienen los materiales ferromagnéticos

se conoce como “magnetismo residual” . La propiedad de un

material ferromagnético para retener cierta cantidad de

magnetismo residual se conoce como “retentividad” . Aunque los

aceros duros tienen baja permeabilidad y son difíciles de

magnetizar, conservan algo del magnetismo después que la

corriente de magnetización haya sido desconectada.

El magnetismo residual es siempre menor que el campomagnético presente cuando está actuando la corriente de

magnetización y varía con el tipo de material. Por ejemplo, las

herramientas de acero, con alto contenido de carbono, retendrán

un campo magnético residual mayor que el que retendría un acero

con bajo contenido de carbono. En algunos casos este campo

puede llegar a compararse con los campos intensos asociados con

aleaciones especiales usadas para fabricar imanes permanentes. A

diferencia del acero duro, el hierro suave retendrá solamente una

cantidad pequeña de magnetismo, que puede ser imperceptible,

después que la corriente de magnetización haya sido suprimida. El



hierro suave y el acero de bajo contenido de carbono retienen muy

poco magnetismo residual.

Entonces, los materiales magnéticos con baja permeabilidad

tendrán gran cantidad de magnetismo residual, y los materiales

magnéticos con alta permeabilidad tendrán poca cantidad de

magnetismo residual.

Casi cualquier material ferromagnético puede, por una u otra

razón ser sujeto a una inspección por partículas magnéticas, por lo

tanto, puede ser necesario desmagnetizarlo posteriormente. La

desmagnetización puede ser fácil o difícil, dependiendo del tipo de

material.

• RAZONES QUE OBLIGAN A LA DESMAGNETIZACIÓN

La intensidad del magnetismo residual depende de la retentividad

del material. Sin embargo, una alta retentividad no significa

necesariamente una mayor dificultad en la desmagnetización, ya

que esto depende esencialmente de la fuerza necesaria para

remover el magnetismo residual. A veces, resulta más difícil

desmagnetizar la pieza que magnetizarla.

No siempre es necesario desmagnetizar las piezas después de una

inspección, ya que el proceso es costoso y consume tiempo, no

hay necesidad de realizarlo al no existir alguna buena razón para

hacerlo.

Cuando se iniciaron los exámenes por partículas magnéticas, la

desmagnetización se realizaba como una operación de rutina, bien

fuese necesaria o no.



Sin embargo, en muchos de los casos la desmagnetización es

esencial, por lo que el operador debe comprender por qué se

realiza, junto con los problemas involucrados y las formas de

resolverlos. Veamos unas cuantas razones por las que es preciso

desmagnetizar.

La desmagnetización es necesaria cuando el campo residual en

una pieza:

•

Pueda interferir con subsecuentes operaciones de maquinado omecanizado, haciendo que la rebaba o viruta se adhiera a la

superficie de la pieza o de la herramienta o cuchilla, con lo que

resultará afectado el acabado de aquella o la vida de esta.

• Pueda interferir con operaciones de los procesos de soldadura por

arco, ya que si el campo es suficientemente intenso, producirá

sensibles desviaciones del arco.

• Pueda afectar la correcta operación de instrumentos sensibles alos campos magnéticos, tales como brújulas, etc., o porque pueda

interferir de alguna forma en el funcionamiento de equipos o

instrumentos incorporados en la estructura donde va a ser

instalada la pieza.

• Pueda afectar el funcionamiento de la propia pieza; cuchillas o

sierras de corte trabajarán mal, e incluso llegarán a romperse, si

se adhieren las rebabas o virutas a la superficie.

• Pueda causar daños en partes móviles, por captura de partículas

de metal o incluso partículas magnéticas. Este es el caso de las

bolas o rodillos de los rodamientos o los dientes de engranes.



• Pueda impedir la correcta limpieza de las piezas después del

ensayo, debido a la retención magnética de las partículas en la

superficie, haciendo así difíciles otras operaciones posteriores,

como el plaqueado o la aplicación de pintura.

• CUANDO LA DESMAGNETIZACIÓN NO ES NECESARIA

La desmagnetización no es necesaria y no se lleva a cabo cuando:

• Las piezas son de un material suave (aceros blandos de bajo

contenido de carbono) y de baja retentividad. En este caso, el

campo remanente es muy bajo o desaparece prácticamente aldejar de actuar la fuerza de magnetización.

• La pieza forma parte de una estructura soldada, una fundición

grande, una caldera, etc. En estos casos, aunque el material

presente algún campo residual, no es probable que afecte el

funcionamiento adecuado de la pieza.

• La pieza sufrirá, posteriormente, un tratamiento térmico por

encima del punto de Curie *, cerca de 770°C. Por encima de estatemperatura, el acero se vuelve no magnético y en el enfriamiento

queda totalmente desmagnetizado.

• La pieza va a ser magnetizada de cualquier forma en procesos

posteriores, por ejemplo, al sujetarla en un plato magnético.

• La pieza va a ser subsecuentemente magnetizada en diferentes

direcciones, con el mismo nivel o a un nivel más alto que el

utilizado originalmente.

• El campo magnético contenido en una pieza terminada es tal que

no existen fugas de flujo externas que puedan medirse por medios

ordinarios. Por ejemplo, en la magnetización circular de tubería

soldada o sin costura.



• Punto de Curie: Temperatura a la cual un material ferromagnético

no podrá ser mayormente magnetizado por fuerzas externas y en

donde se pierde su magnetismo residual; aproximadamente entre

649 a 871°C para la mayoría de los metales.

• CAMPO RESIDUAL LONGITUDINAL Y CIRCULAR

Una pieza magnetizada circularmente no presenta prácticamente

evidencias externas de su magnetismo, aunque el campo residual

sea elevado.

Sin embargo, en el caso de la magnetización longitudinal, es fácil

detectar los polos formados.

Cuando es suficiente que la pieza no manifieste evidencias externas

de su magnetismo residual, deberá ser magnetizada primero

longitudinalmente y luego circularmente, con lo que no será

necesario el proceso de desmagnetización. Pero esta

desmagnetización aparente puede causar problemas durante el

maquinado de la pieza o bien si se pone en contacto con otra pieza

no magnetizada.

Para evitar los problemas mencionados anteriormente, es útil

magnetizar primero circular y luego longitudinalmente, ya que al

crear el último campo se supone necesariamente la desaparición delprimero, esto se debe a que no pueden coexistir dos campos en

diferentes direcciones, simultáneamente, en la misma pieza y,

además, es más fácil eliminar el campo magnético longitudinal y

controlar la eficacia de la desmagnetización.



• CURVA DE HISTÉRESIS

Todos los materiales ferromagnéticos tienen ciertas propiedades

magnéticas que son específicas para ese material. La mayoría de estas

propiedades se describen por medio de una “curva de histéresis” . Los

datos utilizados para el trazado de una curva de histéresis se obtienen

colocando una barra del material ferromagnético dentro de una bobina y

aplicando corriente alterna.

Incrementando gradualmente la fuerza de magnetización, “H”, y

midiendo la densidad de flujo inducida, “B”, en cada incremento, se

obtiene, y puede ser trazada, la relación entre la fuerza del campo

magnético o fuerza de magnetización y la densidad de flujo inducida,

como se ilustra en la figura No. 68.

La relación entre la fuerza del campo magnético y la densidad de flujo

no es lineal para los materiales ferromagnéticos. Un cambio específico



en “H” puede producir un cambio pequeño o grande en “B”, como se

observa en la figura No. 68.

La curva inicial, para un material que nunca ha sido magnetizado,

comienza en el punto “0” (fuerza del campo magnético cero y densidad

de flujo magnético cero); aumentando “H” en incrementos pequeños, la

densidad de flujo en el material primero se incrementa rápidamente y

después lentamente, en forma gradual, hasta que se alcanza el punto

“a”, figura No. 69. En este punto, se dice que el material está

magnéticamente saturado. Más allá de este “punto de saturación” ,

cualquier aumento en la fuerza de magnetización no incrementa la

densidad de flujo en el material. En la curva de histéresis completa, la

curva de “0” hasta “a” normalmente se dibuja como una línea punteada

ya que ocurre solamente durante la magnetización inicial de un material

sin magnetizar. A esta curva inicial se le conoce como “curva virgen” .

Figura No. 69: Curva virgen



Cuando la fuerza de magnetización se reduce a cero, hasta el punto “0”,

como se muestra en la figura No. 70, la densidad de flujo se reduce

lentamente, retrasándose con respecto a la fuerza de magnetización, sin

llegar a cero. La cantidad de densidad de flujo remanente en el material,

la línea de “0” hasta “b”, es el magnetismo residual.

Figura No. 70: Magnetismo residual

La remoción del magnetismo residual requiere la aplicación de una

fuerza de magnetización en dirección opuesta o negativa, ver la figura

No. 71. Cuando la fuerza de magnetización primero se invierte y

después se aplica solamente una cantidad pequeña, la densidad de flujo

se reduce lentamente a cero, en el punto “c”.

La cantidad de fuerza de magnetización inversa necesaria para reducir

el magnetismo residual a cero se llama “fuerza coercitiva” . La fuerza

coercitiva es un factor importante para la desmagnetización de un

material.



Figura No. 71: Fuerza coercitiva

Conforme la fuerza de magnetización inversa se incrementa a partir delpunto “c”, la densidad del flujo magnético cambia su polaridad yaumenta hasta alcanzar el punto “d”, figura No. 72. Este es el punto desaturación de polaridad inversa, donde el aumento de la fuerza de

magnetización no produce un incremento en la densidad de flujo.

Cuando la fuerza de magnetización inversa se reduce a cero, la densidadde flujo nuevamente se retrasa con respecto a la fuerza demagnetización, dejando otra vez magnetismo residual en el material,pero ahora en dirección inversa, punto “e” de la figura No. 73. Ladensidad de flujo del magnetismo residual con polaridades opuestas esla misma, esto es, la distancia de “0” a “b” es la misma que la distanciade “0” a “e”.

Para remover el magnetismo residual inverso se requiere aplicar fuerza

de magnetización en la dirección original. La densidad de flujo cae acero en el punto “f”, de la figura No. 74, con la aplicación de la fuerzacoercitiva de “0” a “f”. Continuando con el incremento de la fuerza demagnetización resulta en el cambio de polaridad del campo, de regresoa la dirección original. Esto completa la curva de histéresis “abcdef”.



Figura No. 72: Punto de saturación inverso

Figura No. 73: Magnetismo residual inverso



Figura No. 74: Curva de histéresis “abcdef”

La curva de histéresis obtiene su nombre por el retraso entre la fuerzade magnetización y la densidad de flujo a través del ciclo. Este retrasoes llamado histéresis.

Las propiedades magnéticas y las curvas de histéresis varíanampliamente entre materiales y sus condiciones.

Recordemos que una pieza de acero muy duro es difícil de magnetizar,

pero retiene un campo magnético residual mayor. Si se trazara unacurva de histéresis para el caso de un acero muy duro, la distancia entre“0” y “f” sería mayor que para un acero blando, esto se debe a que lafuerza coercitiva requerida sería más fuerte, debido a que una pieza deacero muy duro retendrá un campo magnético residual más fuerte y lafuerza de magnetización inversa, requerida para eliminar el magnetismoresidual, tendrá que ser mayor.

La figura No. 75 muestra una curva de histéresis ancha, típica parapiezas de acero muy duro. En resumen, esta curva muestra lassiguientes cualidades que tendrá un acero duro:

• Baja permeabilidad: Difícil de magnetizar• Alta reluctancia: Gran resistencia a la fuerza de magnetización• Alta retentividad: Retiene un campo magnético residual fuerte• Alta cantidad de magnetismo residual: Retiene un campo

magnético residual alto• Alta fuerza coercitiva: Requiere de una gran fuerza de

magnetización inversa para eliminar el campo magnético residual



Figura No. 75: Curva de histéresis de un acero muy duro

Una curva de histéresis delgada corresponde a un material con altapermeabilidad.

La figura No. 76 corresponde a una curva de histéresis que muestra lascualidades de materiales suaves como el hierro con un bajo contenidode carbono. La fuerza coercitiva es baja, debido a que este tipo dematerial retiene solamente un campo magnético residual débil.

En resumen, esta curva muestra las características magnéticas quetiene el hierro suave:

• Alta permeabilidad: Fácil de magnetizar• Baja reluctancia: Poca resistencia a la fuerza de magnetización• Baja retentividad: Retiene un campo magnético residual débil• Baja cantidad de magnetismo residual: Retiene un campo

magnético residual débil• Baja fuerza coercitiva: Requiere de una baja fuerza de

magnetización inversa para eliminar el campo magnético residual



Figura No. 76: Curva de histéresis de un acero suave

• PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA DESMAGNETIZACIÓN

Cuando una pieza no magnetizada se somete a la acción de un campo

magnético por primera vez, el campo en el interior de la pieza pasa de

cero al punto de saturación. Una vez que ha sido magnetizada la pieza,

el campo residual no se reduce a cero, a menos que la pieza sea

completamente desmagnetizada. Un material ferromagnético como el

acero, una vez magnetizado, es extremadamente difícil desmagnetizarlo

completamente mediante manipulaciones de tipo magnético.

El único camino práctico para una completa desmagnetización es

calentar la pieza por arriba del punto Curie y enfriarla, de preferencia

con su longitud orientada entre el este y el oeste para evitar que sea

magnetizada nuevamente con el campo magnético terrestre. Cuando el

acero es calentado y pasa a través de un punto de transformación,

aproximadamente a 770°C para aceros suaves, se convierte en un



material no magnético, y su permeabilidad decae a 1, que es la misma

que la del aire. Por arriba de esta temperatura el acero viene siendo

austenítico. La figura No. 77 ilustra el cambio que toma lugar en las

propiedades magnéticas cuando el hierro es calentado por arriba del

punto Curie.

Figura No. 77: Efecto de la temperatura en las propiedades del hierro

En la tabla siguiente son proporcionados los valores del punto Curie,

para varios materiales ferromagnéticos.

Cualquier otro medio de desmagnetización deja siempre algo de

magnetismo en la pieza, por lo tanto, en la práctica es necesario que:

• Sean utilizados los medios disponibles de la mejor manera posible



• Se considere el nivel permisible de magnetismo residual. La

desmagnetización completa casi nunca es necesaria, a pesar de

que así se especifique muchas veces. La razón para exigir la total

desmagnetización es para evitar que se vean afectados a campos

magnéticos débiles, instrumentos muy sensibles.

En general, el límite inferior de desmagnetización viene dado por el

campo terrestre, que afecta sobre todo a piezas alargadas de

estructuras, por lo que será inútil intentar desmagnetizarlas totalmente.

Es normal que piezas de aviones, trenes y automóviles, con alta

retentividad, se magneticen sensiblemente al cabo de cierto tiempo de

servicio, bien sea por la acción del campo terrestre o bien por la

proximidad de líneas de alta tensión, favorablemente orientadas. El que

tales piezas hayan prestado un servicio satisfactorio a ese nivel de

magnetización, hace pensar que las exigencias de una

desmagnetización completa no tienen justificación práctica.

• MÉTODOS DE DESMAGNETIZACIÓN

Para llevar a cabo la desmagnetizando existen varias formas y medios

más o menos eficaces. Los fundamentos de la desmagnetización pueden

explicarse mediante el ciclo de histéresis. Todos los sistemas de

desmagnetización están basados en el principio de someter la pieza a un

campo magnético alterno, cuya intensidad gradualmente decrece hasta

anularse. La figura No. 78 muestra la variación del ciclo de histéresis y

su descomposición en las variaciones de la corriente (hacia abajo) y de

la inducción de la pieza (hacia la derecha).



Figura No. 78: Curva de flujo durante la desmagnetización

Claramente se observa que a medida que la corriente disminuye en

cada ciclo también disminuye la inducción en la pieza, tendiendo ambos

a anularse simultáneamente. Para que esto ocurra así, primero, es

necesario asegurarse que el campo inicial es suficientemente fuerte

para vencer la fuerza coercitiva y conseguir así la inversión del campo

residual inicial de la pieza y, segundo, que la disminución entre las

reducciones sucesivas de corriente sea tan pequeña como sea posible,

para que la fuerza de magnetización inversa generada, en cada ciclo,

pueda invertir el campo magnético remanente en la pieza, desde la

última inversión.



La frecuencia, para alternar el campo, es un factor importante que

afecta los resultados. La alternancia afecta la penetración del campo

magnético en la pieza, así, será preferible trabajar bajo número de ciclos

para conseguir la desmagnetización de toda la masa, ya que el poder de

penetración disminuye incrementando la frecuencia. Sin embargo, en la

práctica, se utiliza la corriente normal de 50 a 60 hz., y se obtienen

resultados totalmente aceptables.

Desmagnetización con bobina y corriente alterna

De los diversos métodos de desmagnetización que se utilizan en la

práctica, el más importante, por su extenso uso, es el que emplea

corriente alterna, bien la normal de 50 o 60 hz., o bien de frecuencia

reducida a 10 hz., que es más eficaz por su mayor penetración. El

método más común de desmagnetización para piezas de tamaño

pequeño a moderado, es utilizando una bobina por la que circula la

corriente alterna, con lo que se someten al campo magnético alterno.

Existen dos métodos para hacer que el campo disminuyaprogresivamente:

• El primero, es mover las piezas desde el núcleo de la bobina

(figura No 79), por la que fluye corriente con la intensidad máxima

constante, hacia el exterior, con lo que el campo al que estén

sometidas las piezas será cada vez menor a medida que se aleje

de la bobina y a una distancia relativamente pequeña; de 1 a 1.5metros el campo se habrá anulado a efectos prácticos.

• El segundo método, es mantener las piezas fijas dentro de la

bobina y disponer de un dispositivo que permita reducir

progresivamente la intensidad de la corriente.



Ambos métodos son simples, rápidos y fáciles para desmagnetizar y

producir un nivel bajo aceptable del campo residual. El primer método

es más cómodo y económico, por lo que es el más utilizado.

Figura No. 79: Desmagnetización con bobina

Para obtener mejores resultados en la desmagnetización con bobina sedebe tener en cuenta que:

1. Conviene pasar las piezas cerca de la pared de la bobina, ya que

en la proximidad de las espiras el campo magnético es más

intenso.

2. Si se trata de piezas pequeñas, no pasarlas apiladas en paquetes o

bolsas, sino de una en una o bien en soportes magnéticos que

permitan mantenerlas fijas y sin contactos mutuos.

3. Debido a que la corriente alterna no penetra en una pila de piezas,

solamente pocas piezas, las que se localizan en los extremos de la

pila, serán desmagnetizadas adecuadamente.



4. Normalmente da buenos resultados hacer girar la pieza a la vez

que se desplaza a través de la bobina.

5. Si la pieza es alargada, conviene que su eje longitudinal sea

paralelo al de la bobina.

6. Si la pieza no tiene ninguna dimensión preferente (L/D = 1), a

veces es conveniente colocarla entre dos trozos de acero suave,

de manera que se constituya un conjunto en forma de barra.

7. Para desmagnetizar piezas en forma de anillo, el mejor método es

hacer pasar a través de ellas un conductor central por el que fluya

la corriente alterna y, mediante un dispositivo, disminuir la

intensidad de la corriente.

El método para reducir la intensidad de la corriente ha sido simplificado

al incorporar en los equipos medios como interruptores de pasos bajos,

transformadores variables, etc., para reducir automáticamente la

corriente hasta cero, haciendo a este método fácil de aplicar.

Desmagnetización con corriente directa

Existen varios métodos de desmagnetización con corriente directa.

Aunque el más efectivo es esencialmente idéntico en principio a los

métodos de corriente alterna, esto es, invirtiendo y reduciendo la

dirección de la corriente directa. La desmagnetización con corriente

directa requiere un instrumental más complicado ya que es necesario

disponer, además del reóstato para disminuir la corriente, de un

dispositivo que permita invertir el paso de corriente cada cierto periodo

de tiempo. Una inversión por segundo es una frecuencia comúnmente

utilizada, con la cual la desmagnetización se lleva a cabo en toda la

masa de la pieza en forma más efectiva.



Es uno de los medios más adecuados para remover campos circulares

(especialmente cuando la corriente pasa directamente a través de la

pieza), para desmagnetizar uniformemente secciones grandes y muy

efectivo para objetos que son difíciles de desmagnetizar. El ciclo de

desmagnetización con corriente directa es normalmente controlado

automáticamente y requiere cerca de treinta segundos para

completarse. Cuando se utiliza una bobina en conjunto con este método,

la parte debe permanecer dentro de la bobina durante el ciclo completo

de desmagnetización.

Desmagnetización con yugo

Los yugos, de corriente alterna o directa, proporcionan un medio portátil

para desmagnetizar cuando otros métodos son imprácticos de acuerdo

con las circunstancias. En algunos casos, los yugos son más efectivos

que las bobinas de desmagnetización, porque el campo generado por el

yugo puede ser concentrado en áreas relativamente pequeñas. Por

ejemplo, en el caso de desmagnetizar piezas que tengan una alta fuerza

coercitiva. Un método para desmagnetizar es ajustar el espacio entre los

polos del yugo para que piezas pequeñas sean pasadas a través de

ellos, mientras fluye la corriente alterna en el yugo. En ocasiones, el

yugo es utilizado en piezas grandes para desmagnetización local,

colocando los polos del yugo sobre la superficie, moviéndolo alrededor

del área y después alejándolo mientras sigue siendo energizado.

Los yugos de corriente directa son similares en apariencia a los de

corriente alterna, pero son más efectivos en cuanto a penetrar secciones

transversales grandes. Con estos yugos, el método para desmagnetizar

piezas grandes es girar el yugo 180°, invertir la posición de los polos y



con ello la polaridad del campo, mientras se aleja de la superficie y se

mantiene energizado.

Verificación del grado de desmagnetización

Debido a que los métodos de desmagnetización varían ampliamente en

efectividad, conforme son usados en partes con diferentes

configuraciones y características magnéticas (dureza y fuerza

coercitiva), en muchas ocasiones es importante verificar la efectividad

del proceso de alguna forma. No existe una forma efectiva de verificar el

grado de remoción del magnetismo circular. Sin embargo, es

relativamente fácil verificar la efectividad de la desmagnetización en el

caso de campos longitudinales, ya que siempre están presentes los

polos externos.

Cuando no se requiere un control cuantitativo del magnetismo residual,

da buenos resultados emplear una simple cadena fabricada con clips

que será atraída por una pieza al acercarla a ella si la desmagnetización

no ha sido efectuada correctamente. Este método es suficientementebueno cuando la pieza va a trabajar en un sistema al que no afectará el

magnetismo de aquella. Sin embargo, en sistemas de gran

responsabilidad, es necesario controlar con precisión el magnetismo

remanente de sus componentes. Para este fin, se utilizan equipos

especialmente diseñados para proporcionar una medida cuantitativa. El

accesorio más simple es el medidor manual de campo residual

(magnetómetro) como el que se muestra en la figura No. 80.



Figura No. 80: Medidor manual de campo residua

Para utilizar el medidor manual de campo residual, este se coloca cerca

de donde se sospecha que está localizado uno de los polos residuales,

con el medidor en posición normal a la superficie. Si no existe campo

residual la aguja permanece estacionaria, pero si hay un campo residual

la aguja se mueve hacia la dirección de mas o menos, dependiendo de

la polaridad del campo. También pueden ser usados medidores de la

fuerza de campo para medir el magnetismo retenido. Estos equipos

utilizan sondas Hall como elementos detectores. Las sondas se localizan

en un sensor remoto conectado al instrumento por un cable conductor

flexible, como se observa en la figura No. 81, lo que permite medir la

fuga de campo sobre la superficie del objeto, estos instrumentos son

más efectivos para medir el campo residual ya que las lecturas son

mayores comparadas con las obtenidas con el medidor de camporesidual.



Figura No. 81: Sonda Hall y medidor de la fuerza de campo

En el pasado el uso de estos instrumentos estaba confinado a trabajos

de laboratorio, debido al costo del instrumento, lo complicado del

procedimiento de operación y lo delicado de la sonda Hall.

EQUIPO UTILIZADO

CONSIDERACIONES PARA SELECCIONAR EL EQUIPO

El equipo de inspección por partículas magnéticas puede ser tan

pequeño como un yugo portátil o tan grande como una unidad de

inspección de billets, encontrada en una fundición de acero. El equipo de



inspección por partículas magnéticas sirve para cumplir con dos

propósitos básicos, los cuales dictan el tamaño, forma y funciones de las

unidades.

Los propósitos del equipo son:

1. Proporcionar medios convenientes para realizar la

magnetización adecuada.- Magnetización adecuada con respecto a

la fuerza y dirección. Medios convenientes que proporcionen poder

suficiente y de la clase adecuada, contactos y bobinas adecuadas,medios para aplicar las partículas magnéticas y espacio bien

iluminado para realizar el examen cuidadoso de las indicaciones

en las piezas. Todo esto puede ser alcanzado solamente con

equipo diseñado para cumplir estos requisitos para varios tipos de

piezas y condiciones bajo las cuales se realiza la inspección.

2. Realizar la inspección tan rápida como sea posible a la

velocidad requerida, con la certeza que los resultados serán

confiables y reproducibles.- Con el equipo adecuado todas las

piezas pueden ser inspeccionadas bajo condiciones idénticas, tipos

y valores de corriente, técnicas de aplicación de partículas, etc.,

cuando es usado en diferentes lugares y por diferentes

operadores.

La siguiente lista es un resumen de las consideraciones que determinan

la configuración del sistema de inspección por partículas magnéticas

para una aplicación específica:



1. Tipo de partículas

2. Requisitos de magnetización del objeto

3. Grado de automatización requerido

4. Requisitos de desmagnetización

5. Requisitos de corriente

6. Tamaño del objeto y del sistema de inspección correspondiente

7. Suministro eléctrico disponible

8. Requisitos de suministro de aire

9. Accesorios necesarios

10. Especificaciones de la inspección que requieren verificación

Cada una de estas consideraciones es afectada por muchos otros

parámetros de la propia inspección o del proceso de manufactura de las

piezas. Por ejemplo, puede ser necesario realizar la magnetización con

un tipo específico de corriente, lo que depende de la naturaleza del

objeto y el propósito de la inspección.

EQUIPO PORTÁTIL

Yugos

El sistema de inspección por partículas magnéticas más simple y quizá

el más común es el yugo magnético portátil. Usado para la inspección

ocasional de piezas pequeñas o piezas maquinadas, para detectar

grietas superficiales. También son ampliamente usados para la

inspección de soldaduras. El yugo magnético es muchas veces adecuadopara la inspección y muy fácil de usar.



En general, existen dos tipos de yugos:

• Yugos de imán permanente.- En la actualidad no son utilizados

frecuentemente. Su fuerza del campo es baja, en comparación con

un yugo electromagnético. Sus principales aplicaciones son en

inspecciones donde no está disponible el suministro de corriente

eléctrica o en medios explosivos, donde solo puede ser utilizado

equipo eléctrico especial. Normalmente es usado en áreas

pequeñas aisladas y no para inspecciones generales.

• Yugos electromagnéticos.- Es un equipo de inspección práctico

que tiene muchas aplicaciones. Se ha extendido rápidamente su

uso, especialmente donde se inspeccionan piezas pequeñas. Con

el yugo se crea un campo longitudinal de dirección conocida. Es

seguro para usarse sobre piezas tratadas térmicamente sin ningún

riesgo de quemar la superficie, o sobre cualquier superficie en la

que no se permite quemadas por arco. Son capaces de generarcampos fuertes en la porción de la pieza que se encuentra entre

sus polos. Están disponibles para operar con corriente alterna,

corriente directa rectificada de media onda o corriente directa

pulsada. Pueden ser usados con partículas secas y húmedas.

La mayoría de los yugos electromagnéticos está equipado con corriente

alterna, por lo que también son usados para la desmagnetización y parala inspección con partículas secas. Algunos yugos tienen piernas

articuladas que pueden ajustarse para cambiar su distancia de

separación y variar la densidad de flujo, y para proporcionar un ajuste

para formas complejas.



Bobinas

Para la magnetización longitudinal de flechas o ejes y artículos similares,

se encuentran disponibles juegos portátiles de magnetización que

incluyen una bobina prefabricada, ver figura No. 82. Estas bobinas

consisten de muchas vueltas de alambre fino con un recubrimiento

protector de hule. La bobina también puede ser usada para la

desmagnetización de muchos tipos de objetos.

Figura No. 82: Bobinas portátiles

Unidades portátiles

Cuando se requiere una corriente de magnetización elevada o ciclos

grandes de trabajo, es necesario recurrir a equipo portátil grande. Los

equipos de magnetización pueden contar con transformadores pesados,

por lo que pueden fácilmente pesar al menos 30 Kg, pero pueden sermanejados por una sola persona.

Las unidades de magnetización están diseñadas para producir bajo

voltaje y alta corriente.



Las unidades portátiles pueden operar con suministros de corriente deentre 120 y 440 voltios. La corriente de magnetización de salida se

encuentra en un rango de 400 a 2000 amperios, para inspecciones con

corriente alterna o directa rectificada de media onda. Se utilizan puntas

o pinzas para magnetización por contacto directo, en combinación con

cables flexibles que transportan la corriente. La mayoría de los cables

tiene una conexión en ambos extremos, lo que permite formar

manualmente una bobina de magnetización enrollando el cable. Puede

ser usado el método continuo con partículas secas o húmedas. El equipo

portátil es usado para la inspección de soldaduras, pero no está limitado

a esta aplicación.

Los componentes típicos, figura No. 83, de una unidad portátil son:

• Control de corriente- Un selector ajustable o un control

infinitamente variable

• Cables- Flexibles para conectar a las puntas o pinzas

• Puntas- Montadas en soportes y conectadas en línea para realizar

el contacto eléctrico con la pieza

• Pinzas- Accesorio alterno para aplicar corriente, cuando se tiene

acceso a los extremos o bordes de la pieza

•

Asa- Para posicionar o transportar la unidad• Conexión de corriente alterna- Junto con la conexión común

suministra la corriente alterna a los cables

• Conexión de corriente directa rectificada de media onda-

Junto con la conexión común suministra la corriente a los cables



• Conexión común- Junto con cualquiera de las otras conexiones

suministra la corriente a los cables

• Receptáculo remoto- Para conectar el cable de control

• Indicador de poder- Indica cuando la unidad está encendida

• Cable de control- Conecta el interruptor remoto de las puntas

• Amperímetro- Mide la salida de corriente

Figura No. 83: Unidades portátiles

EQUIPO MÓVIL

Existen equipos de magnetización más grandes, con salidas de corriente

de hasta 6000 amperios. Pueden proporcionar salida de corriente alterna

y directa rectificada de media onda. Son usadas para inspección de

fundiciones, forjas, soldaduras y otros objetos que requieran tales

corrientes de magnetización. Algunas unidades están equipadas con un

sistema de desmagnetización y un interruptor de pasos con hasta 30

puntos. Las unidades se encuentran montadas sobre carretillas oruedas, por lo que se identifican como unidades móviles, como se ilustra

en la figura No. 84. La ventaja de la configuración es que pueden ser

movidas al sitio de la inspección.



Pueden ser usadas puntas o pinzas para magnetización directa. Para

realizar la magnetización longitudinal o la desmagnetización, puede ser

usado un cable enrollado. Un cable largo puede servir como un

conductor central o una barra junto con pinzas. Los equipos móviles

pueden operar con suministro de corriente en un rango de 230 a 460

voltios de corriente alterna de fase simple.

EQUIPO ESTACIONARIO

Existe una gran variedad de unidades de banco estacionarias

disponibles, con varias características para que cumplan con

aplicaciones y requisitos específicos. Estas unidades se encuentran

permanentemente instaladas en un taller o laboratorio y el tamaño del

sistema de inspección está determinado por el tamaño del objeto

inspeccionado. Los equipos más pequeños son usados para piezas

pequeñas que son fácilmente transportadas y manejadas con la mano

sobre la unidad. Los modelos más grandes son usados para inspeccionar

componentes grandes como cigüeñales de máquinas diesel o secciones

de trenes de aterrizaje, donde el manejo se realiza con grúa o polipasto.

Las unidades estacionarias generalmente son diseñadas para operar con

suministros de 440 voltios de corriente alterna de tres fases y para

proporcionar corriente alterna y directa rectificada de media onda. El

selector de corriente normalmente es infinitamente variable. Estas



máquinas tienen cabezales de contacto para magnetización circular y

una bobina prefabricada para magnetización longitudinal. Normalmente

utilizan partículas en suspensión y cuentan con un tanque para

recolectar la suspensión y una bomba para agitarla y para su

recirculación.

Las unidades son diseñadas para alta producción. En algunos casos, un

interruptor cambia el tipo de corriente de salida. También, un interruptor

puede alternar el suministro de corriente de los cabezales a la bobina sin

necesidad de mover la pieza. Algunas unidades tienen un sistema de

desmagnetización con hasta 30 puntos.

Para la inspección de fundiciones complejas y grandes, estructuras

soldadas o placas, normalmente se magnetiza completamente

empleando altas corrientes de magnetización, para ahorrar costos. Los

valores máximos de salida para tales aplicaciones son de alrededor de

12,000 amperios.

Sistemas de magnetización multi-direccional

Algunos equipos proporcionan corriente de magnetización en dos o más

direcciones. Estos sistemas utilizan magnetización multi-direccional a

través de dos o tres circuitos de magnetización, haciendo posible la

detección de discontinuidades en todas direcciones. Los circuitos son

individualmente energizados en una sucesión rápida. El cambio rápido

de corriente de magnetización produce la magnetización total de la

pieza, permitiendo su cobertura completa. Los sistemas de inspección

multi-direccional son diseñados para aplicaciones muy específicas.



Con sistemas de magnetización multi-direccional son usadas

principalmente las suspensiones de partículas fluorescentes húmedas.

Teóricamente, la magnetización multi-direccional puede ser aplicada en

la mayoría de aplicaciones de piezas de producción con mejoras en la

resolución y costos.

Sistemas automatizados

Los sistemas automáticos o semiautomáticos en muchos casos

requieren magnetización en dos direcciones, para detectar

discontinuidades orientadas al azar.

Como dos campos magnéticos no pueden existir simultáneamente en

una pieza, se necesita cambiar el campo desde una dirección a otra. Los

interruptores electrónicos le proporcionan la ventaja a estos sistemas,

como en ninguna otra configuración. Con esos interruptores, la corriente

puede ser cambiada varias veces por segundo. De esta forma, la pieza

es magnetizada circular y longitudinalmente.

Estas unidades son utilizadas en gran cantidad hoy en día en muchas

aplicaciones. Se consideran unidades especiales porque son diseñadas

especialmente para manejar situaciones fuera de lo normal que, por una

u otra razón, no pueden ser manejadas manualmente. Son especiales

por el método de magnetización o aplicación de las partículas, o porque

han sido diseñadas para un manejo inusual de tamaño, forma o cantidad

de piezas. Estas unidades pueden dividirse en dos grupos:

• Especiales- A su vez se dividen en unidades para propósitos

simples y para propósitos generales

• Automáticas



Las unidades para propósitos simples son para inspeccionar piezas de

un solo tipo. Las unidades para propósitos generales tienen un diseño

especial para aplicar la magnetización a una variedad de piezas con

técnicas de proceso especial. Cuando se plantea el problema de

controlar el 100% de una producción en serie, generalmente se adopta

la automatización de la inspección que, a la larga, resulta más

económico, más seguro y rápido, aunque presenta el problema de un

mayor costo inicial. La característica más importante de esas unidades

es que las piezas se inspeccionan en condiciones óptimas y todas

reciben el mismo procedimiento de inspección.

Equipo horizontal húmedo

El equipo para inspección por partículas magnéticas más utilizado para

la inspección de piezas en producción es la “unidad horizontal húmeda” ,

como el que se muestra en la figura No. 85. La longitud nominal de tales

unidades está determinada por el tamaño de las piezas que pueden serfijadas dentro del sistema de sujeción. Las longitudes de 1 a 4 metros

son las usadas para la mayoría de aplicaciones. Muchos otros sistemas

tienen longitudes diseñadas para piezas muy pequeñas o para piezas

muy grandes.



Figura No. 85: Unidad horizontal húmeda

Antes de realizar la inspección, la pieza se sujeta entre un cabezal fijo y

un cabezal ajustable, que se mueve horizontalmente a lo largo de los

rieles de la unidad. El cabezal fijo sujeta la pieza por medio de un

cilindro que puede ser activado por aire comprimido. La posición del

cabezal móvil puede ser controlada por una manivela, un juego de

tornillos o simplemente colocándolo en una posición a lo largo de la

unidad. Un sistema horizontal húmedo normalmente es capaz de

producir magnetización circular por contacto directo y magnetización

longitudinal con una bobina o una configuración de yugo.

Una vez que la pieza se sujeta en posición, para la magnetización

circular se pasa la corriente a través de la pieza o de un conductor

central. Para magnetización longitudinal, la mayoría de sistemas tiene

una bobina de magnetización montada sobre rieles, por lo que puede

moverse a lo largo del eje horizontal de la unidad. Mientras la pieza es

cargada y magnetizada circularmente, la bobina se desplaza fuera del

espacio entre los cabezales. Posteriormente, la bobina se mueve para

quedar colocada alrededor de la pieza. En sistemas con yugo, los

campos longitudinales son establecidos a lo largo de toda la pieza.

Normalmente, las unidades utilizadas para inspección en servicio y en

proceso son sistemas de corriente alterna de fase simple. Sin embargo,

en aplicaciones específicas se requiere equipo de corriente directa, para

el cual se utiliza corriente alterna rectificada de onda completa de tres

fases. La salida y el ciclo de trabajo varían con el modelo y el fabricante

del sistema. El equipo de corriente alterna normalmente tiene salida

máxima de 1500 a 3000 amperios, aunque en ciertos casos puede ser

de hasta 6000 amperios. Para equipo de corriente alterna rectificada de



onda completa normalmente se tiene salidas de 2000, 4000 o 6000

amperios. Para piezas más grandes, los sistemas pueden ser fabricados

con corriente directa de 10,000 amperios o más.

NORMAS TÉCNICAS

• IRAM 125 Ensayos no destructivos defectos superficiales ysubsuperficiales. Método de determinación por partículasmagnetizables

• IRAM 762 Ensayos no destructivos. Acero fundido. Inspecciónmediante partículas magnetizables



VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas

Las principales ventajas del ensayo no destructivo por inspección

por partículas magnéticas son:

• Inspección relativamente rápida y de bajo costo• Equipo relativamente simple, provisto de controles utilizados para

ajustar la corriente y un amperímetro visible para verificar lafuerza de magnetización que ha sido creada para la inspección.

• Equipo portátil y adaptable a muestras pequeñas o grandes.• Se requiere menor limpieza que en líquidos penetrantes.• Se pueden detectar discontinuidades subsuperficiales.• Las indicaciones se forman directamente en la superficie de la

muestra.• No se requiere de lecturas electrónicas de calibración o

mantenimiento excesivo.• Se obtienen mejores resultados en la detección de

discontinuidades llenas de algún contaminante (como carbón,escoria, etc.) y que no pueden ser detectadas en una inspecciónpor líquidos penetrantes.

Desventajas:

Las limitaciones del método de inspección por partículas

magnéticas son:



• Es aplicable solamente en materiales ferromagnéticos.• Se requiere un suministro de corriente eléctrica.• No se pueden detectar discontinuidades localizadas a grandes

profundidades.• La detección de una discontinuidad depende de varios factores.• Su aplicación en el campo es de mayor costo, ya que se necesita

suministro de energía eléctrica.• La rugosidad superficial puede distorsionar el campo.• Se requiere de dos o más magnetizaciones.• Generalmente, es necesario desmagnetizar después de la

inspección.• Se pueden generar quemadas en la superficie, al aplicar la técnica

de puntas de contacto.• Aunque las indicaciones son fácilmente observables, la

experiencia para su interpretación y evaluación es necesaria.

CAMPO DE APLICACIÓN

APLICACIONES

El método de inspección por partículas magnéticas es utilizado en

diferentes ramas de la industria, como: metalmecánica, aeronáutica,

naval, construcción, etc.

Se aplica en:

• Inspección de materia prima

• Inspección en proceso

• Inspección de producto terminado



• Mantenimiento de equipo y maquinaria

Se utiliza para inspección de materiales soldados, fundidos, forjados,rolados, etc.

CONCLUSIONES

Este ensayo consiste en la detección de discontinuidades en una pieza

determinada o algún tipo de soldadura u otro tipo de lugar que se podría

ver afectados por este tipo de fracturas o grietas.

Este método está limitado a la detección de discontinuidades

superficiales y subsuperficiales de hasta 6 mm de profundidad.

En este ensayo se utiliza materiales que tenga las capacidades de ser

magnéticos para que a la hora de aplicar las partículas magnetizables,

su función sea exitosa en la demostración de las indicaciones que se

deben determinar.



En esta practica primero se ejecuta una magnetización de la probeta

que se va a utilizar. Esto con el fin de cómo se dijo anteriormente,

magnetizarla para que se de una buena adherencia de las partículas que

se usaran después. A continuación, se echan partículas magneticas a la

pieza para que se adhieran a las zonas a probar.

Luego de esta parte, se elimina el exceso de partículas y solo quedan las

que se encuentran atrapadas en las grietas o fracturas de la pieza, para

que luego al ser vistas se pueda determinar la ubicación de las mismas.

Este ensayo posee la limitación que solo puede ser aplicado a materiales

ferromagneticos. Aún así, este método es ampliamente utilizado en el

ámbito industrial y algunas de sus principales aplicaciones las

encontramos en:

1. El control de calidad o inspección de componentes.

2. Inspección y mantenimiento de componentes.

3. La detección de discontinuidades de componentes sujetos a cargas

cíclicas.

Asi que se puede ver que la aplicación del ensayo se encuentra

ampliamente difundida en toda la industria y, al ser un ensayo no

destructivo, su ejecución es fácil y no pone en riesgo la integridad de la

pieza en caso de que esta aun sea apta para su uso.



BIBLIOGRAFIA

Recursos teóricos y de imágenes:http://www.llogsa.com/nueva_web/tutoriales/particulas

-magneticas/particulas-magneticas-inicio.php



GLOSARIO.

Partícula: es la menor porción de materia de ese cuerpo que conservasus propiedades químicas. Pueden ser átomos, iones, moléculas o

pequeños grupos de las anteriores especies químicas.

El flujo magnético: Φ (representado por la letra griega fi Φ), es unamedida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campomagnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidenciaformado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementosde dicha superficie

La inspección por partículas magnéticas: es un tipo de ensayo nodestructivo que permite detectar discontinuidades superficiales y

subsuperficiales en materiales ferro magnéticos

El ferromagnetismo: es un fenómeno físico en el que se produceordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de unamuestra, en la misma dirección y sentido. Un material ferro magnéticoes aquel que puede presentar ferromagnetismo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_qu%C3%ADmicas

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

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

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

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

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula




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

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

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


http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_qu%C3%ADmicas



El campo magnético: es una región de espacio en la cual una cargaeléctrica puntual de valor q, que se desplaza a una velocidad , sufre losefectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a lavelocidad v como al campo B

Las suspensiones : son mezclas heterogéneas formadas por un sólido enpolvo (soluto) o pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que sedispersan en un medio líquido o gaseoso (fase dispersarte o dispersora).Cuando uno de los componentes es agua y los otros son sólidossuspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas

La inspección por líquidos penetrantes: es un tipo de ensayo nodestructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidadespresentes en la superficie de los materiales examinados.

permeabilidad magnética: a la capacidad de una sustancia o medio paraatraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual estádada por la relación entre la inducción magnética existente y laintensidad de campo magnético que aparece en el interior de dichomaterial.

El paramagnetismo: es la tendencia de los momentos magnéticos libres(espín u orbitales) a alinearse paralelamente a un campo magnético. Siestos momentos magnéticos están fuertemente acoplados entre sí, elfenómeno será ferromagnetismo o ferrimagnetismo.

Electroimán: es un tipo de imán en el que el campo magnético seproduce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo encuanto cesa dicha corriente.

Un imán (del francés aimant): es un cuerpo o dispositivo con un campomagnético (que atrae o repele otro imán) significativo, de forma quetiende a juntarse con otros imanes (por ejemplo, con campo magnéticoterrestre).

Ensayo no destructivo: (también llamado END, o en inglés NDT denondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a unmaterial que no altere de forma permanente sus propiedades físicas,químicas, mecánicas o dimensionales

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica


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

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

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

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Heterog%C3%A9nea

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Grano_(mineral)

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


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


http://es.wikipedia.org/wiki/Inducci%C3%B3n_magn%C3%A9tica

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


http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9tico_de_esp%C3%ADn

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9tico_orbital


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

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Im%C3%A1n_(f%C3%ADsica)


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica



http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico_terrestre





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

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

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

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Heterog%C3%A9nea

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Grano_(mineral)








http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9tico_de_esp%C3%ADn

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_magn%C3%A9tico_orbital


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

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

http://es.wikipedia.org/wiki/Im%C3%A1n_(f%C3%ADsica)


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica








Carga eléctrica: es una propiedad intrínseca de algunas partículassubatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones quedeterminan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

Intensidad eléctrica: es el flujo de carga por unidad de tiempo que

recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en elinterior del material

Magnetómetro: los dispositivos que sirven para cuantificar en fuerza odirección de la señal magnética de una muestra

Momento magnético: de un elemento puntual es: un vector que, enpresencia de un campo magnético (inherentemente vectorial), serelaciona con el momento de fuerza de alineación de ambos vectores enel punto en el que se sitúa el elemento

Inducción magnética o densidad de flujo magnético: cuyo símbolo es B,es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a ladirección del flujo, y en algunos textos modernos recibe el nombre deintensidad de campo magnético, ya que es el campo real.

Excitación magnética (también fuerza o campo magnetizante): es unode los tres campos que describen el magnetismo desde el punto de vistamacroscópico, y está relacionado con el movimiento de cargas libres ycon los polos magnéticos. También se le llama por razones históricasintensidad de campo magnético, aunque para evitar confusiones con el

auténtico campo magnético (la inducción magnética B) se le ha dadoeste nombre y otros como campo H.

El potencial escalar magnético: es una herramienta útil para describir elcampo magnético. Está definido solo en regiones del espacio donde nohay corrientes, y cuando eso ocurre es matemáticamente análogo alpotencial eléctrico en electrostática, por lo que se emplea para resolverproblemas de magnetostática.

La histéresis: es la tendencia de un material a conservar una de sus

propiedades, en ausencia del estímulo que la ha generadoLa magnetización, imantación o imanación de un material : es ladensidad de momentos dipolares magnéticos

Susceptibilidad magnética: es el grado de magnetización de un material,

en respuesta a un campo magnético.

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_subat%C3%B3mica


http://es.wikipedia.org/wiki/Interacci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica


http://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)

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

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




http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrost%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetost%C3%A1tica


http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_f%C3%ADsica


http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetizaci%C3%B3n




http://es.wikipedia.org/wiki/Interacci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica


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trabajo completo de la expo de tei

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