PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS SUPERFICIALES

Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de non destructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo.Se denomina así a toda prueba que se realice sobre un material sin afectarlo metalúrgicamente no mecánicamente, se realizan con el fin de determinar el estado geométrico, mecánico o químico de la pieza para verificar si cumple con las normas.

OBJETIVOEl propósito de estos ensayos es detectar discontinuidades superficiales e internas en materiales, soldaduras, componentes e partes fabricadas. Los materiales que se pueden inspeccionar son los más diversos, entre metálicos y no - metálicos, normalmente utilizados en procesos de fabricación, tales como: laminados, fundidos, forjados y otras conformaciones. Los ensayos son realizados bajo procedimientos escritos, que atienden a los requisitos de las principales normas o códigos de fabricación, tales como el ASME, ASTM, API y el AWS entre otros.

LIQUIDOS PENETRANTES

 El análisis no destructivo con líquidos penetrantes se emplea generalmente para evidenciar discontinuidades superficiales sobre casi todos los materiales no porosos (o con excesiva rugosidad o escamado) como metales, cerámicos, vidrios, plásticos, etc. característica que lo hace utilizable en innumerables campos de aplicación.

El método de Líquidos Penetrantes (LP) se produjo en la industria en los años que precedieron a la Segunda Guerra Mundial, la causa principal fue la necesidad de disponer de un control alternativo a las partículas magnéticas.

Esta técnica permite evidenciar rápidamente discontinuidades abiertas a la superficie (fisuras, porosidad, pliegues, entre otros) sobre cualquier componente (ferroso y no ferroso) independiente de la pieza.

Existen dos tipos básicos de líquidos penetrantes, fluorescentes y no fluorescentes. La característica distintiva principal entre los dos tipos es:

a. los líquidos penetrantes fluorescentes contienen un colorante que fluoresce bajo la luz negra o ultravioleta. b. los líquidos penetrantes no fluorescentes contienen un colorante de alto contraste bajo luz blanca.

LIQUIDO FLUORESCENTE LÍQUIDO NO FLUORESCENTE

El penetrante ideal para fines de inspección deberá reunir las siguientes características: •Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas. •Habilidad para permanecer en aberturas amplias. •Habilidad de mantener color o la fluorescencia. •Habilidad de extenderse en capas muy finas. •Resistencia a la evaporación.

DIAGRAMA DE PROCEDIMIENTO PARA EL ENSAYO DE LIQUIDOS PENETRANTES

TIEMPOS Y MATERIALES PARA LA APLICACIÓN DE LIQUIDOS PENETRANTES

PARTICULAS MAGNETICAS

La inspección por partículas magnéticas es un método para localizar discontinuidades superficiales y

subsuperficiales en materiales ferromagnéticos.

 El objetivo principal al realizar la inspección por Partículas Magnéticas es la detección  de discontinuidades

en una pieza, parte o componente, que se encuentren localizadas y abiertas a las superficies y, en algunos

casos, debajo de las superficies, pero muy cercanas a ellas. La forma en la que se detectan las

discontinuidades es por medio de la acumulación de las partículas magnéticas, gracias a la atracción ejercida

por las “fugas de flujo” producidas por las propias discontinuidades.

 El principio es general flux magnético en el artículo que se examina, con las líneas de flux corriendo a lo

largo de la superficie en los ángulos de los defectos.   La reventaduras se convierte en polos magnéticos que

se atraen (norte y sur). Esto tiene el poder de atraer partículas divididas el material magnético como el hierro.

 Este método se aplica a materiales ferromagnéticos, tales como:

- Piezas de fundición, forjadas, roladas.

- Cordones de soldadura.

- Inspección en servicio de algunas partes de avión, ferrocarril, recipientes sujetos a presión, 

- Ganchos y engranes de grúa, estructuras de plataforma, etc.

ALGUNAS INSPECCIONES POR PARTICULAS MAGNETICAS A PIEZAS

Soldaduras en tuberías de acero al carbono:

Un modo confiable de inspección para detectar discontinuidades tanto en la primer pasada de raíz de la soldadura como en la soldadura final, es el uso de la técnica por puntas para tuberías de hasta 75 mm (3 in) de diámetro nominal. Para tuberías con diámetros mayores, se pueden utilizar otras técnicas que consuman menos tiempo.Las figuras 30 a y b muestran respectivamente los tipos de discontinuidades que pueden encontrarse en la raíz como en la soldadura final.

Ganchos de plumas

La inspección de estos componentes como lo requiere la Seguridad Industrial, se focaliza en la detección de fisuras y otras discontinuidades.. Estos ganchos son generalmente inspeccionados por partículas magnetizables por medio de yugos con patas articuladas.Los equipos suministran: 42/115/220 V, 50/60 Hz de CA y CCMO según los modelos.Las áreas tensionadas en los ganchos son:•La parte interior (Zona A) en ambos lados y en la garganta. Fig. 33 zona A.•El área debajo del vástago, (en compresión y en tracción) sobre las cuatro caras . Fig. (33 zona B).•El vástago ( en tracción), principalmente en la rosca . Fig.(33 zona C)Los pasos involucrados en la inspección son los siguientes.Limpieza de aceites y suciedad del gancho.Magnetización y aplicación de las partículas en las áreas A y B en la Fig. 33 usando un yugo y una CA con un campo paralelo al eje del gancho. Para ganchos desensamblados, inspeccionar el vástago (zona C) usando yugo y CA con un campo paralelo al eje del gancho.

Figura 33

La Figura muestra el gancho para 50 KN (6 toneladas) que fue sacado de servicio luego de una inspección con partículas magnetizables. La discontinuidad se identifico como una profundo pliegue de forja

Disco o engranaje sobre el eje.

Un disco o engranaje montado sobre un gran eje continuo puede ser inspeccionado arrollando un cable sobre el eje de tal manera de formar dos arrollamiento “opuestos” a cada lado del disco o engranaje como se muestra en la Fig. (36). Los dos arrollamientos opuestos producirán un campo magnético radial en cada cara del disco. Este tipo de campo revelará discontinuidad es circunferenciales sobre las caras del disco y transversales sobre el eje. También el eje puede ser usado como conductor central para localizar discontinuidades radiales en el disco y longitudinales en el eje. En piezas donde el eje se extienda sólo hacia un lado del disco, se puede acoplar un suplemento para simular el eje. El suplemento debería tener aproximadamente el mismo diámetro que el eje.

CORRIENTES EDDY

La técnica de corrientes Eddy tiene su origen en 1831 por el descubridor Michael Faraday´s, pero fue hasta le Segunda Guerra Mundial que el método fue puesto en práctica. La mayoría de las inspecciones se han realizado en aeronaves e industrias nucleares.

La inspección de corrientes Eddy es uno de los métodos de NDT, la cual usa el electromagnetismo como base de la exanimación.

El uso de la técnica de corrientes Eddy es para detectar defectos de la superficie, medición de la conductividad y espesor de la superficie. La técnica es sensitiva a la conductividad del material, permeabilidad y dimensiones del producto.

Es usada para detectar defectos como reventaduras, daños por corrosión, verificación de espesor. Es usado para clasificación de materiales y verificación de tratamiento.

El patrón de corrientes inducidas y el campo magnético que necesariamente está asociado a ellas, están influenciados por diferentes características del material bajo prueba. Estas características pueden agruparse en tres grupos: Detección de discontinuidades, medición de propiedades de los materiales y mediciones dimensionales.

A. Detección de discontinuidades:La detección de discontinuidades se refiere a la localización de grietas, corrosión, erosión y/o daños mecánicos en la superficie de las piezas.

B. Propiedades de materiales:Utilizando las corrientes inducidas, se pueden determinar propiedades de materiales, se incluyen mediciones de conductividad, permeabilidad, dureza, clasificación de aleaciones y otras condiciones metalográficas que requieren junto con las propiedades ya mencionadas equipos y arreglos de bobinas especiales.

C. Mediciones dimensionales:Las mediciones dimensionales comúnmente realizadas mediante la aplicación de corrientes inducidas, son la medición de espesores, con buena exactitud para espesores pequeños teniendo la desventaja de no ser precisos en espesores grandes, medición de espesores de revestimientos como pinturas o películas aislantes.

Principales aplicaciones de la inspección por corrientes de Eddy

VARIABLE APLICACION

 

Conductividad eléctrica.

a. Clasificación de aleaciones.b. Control de tratamientos térmicos ( tamaño de grano,

dureza, esfuerzos residuales).c. Espesor de recubrimientos.d. Espesor de cadminizados, níquel electroless.

 

Permeabilidad magnética.

a. Separación de aleaciones (materiales magnéticos)b. Profundidades de tratamientos superficiales.c. Condición de tratamiento térmico. (materiales

magnéticos).d. Espesor de cadminizados, níquel electroless

Geometría ( dimensiones). a. Espesores (materiales delgados)

 

Homogeneidad.

Detección de fallas.

a. Grietasb. Segregaciones.c. Costuras.d. Inclusiones.e. Picaduras.f. Corrosión.

g. Estructurales.

 

Acoplamiento magnético.

a. Espesor de aislamientos.b. Espesor de recubrimientos no metálicos.c. Diámetro.