UT1 INTRODUCCION
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Curso De UltrasonidoCurso De Ultrasonido
IndustrialIndustrial
Capitulo ICapitulo IIntroduccionIntroduccion
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Imende A.C. INTRODUCCION 2
Defnición Y PropósitoDefnici n Y Prop sitode la inspecciónde la inspección
ultrasónicaultrasónicaEs un ensayo no destructivo de tipoEs un ensayo no destructivo de tipo
mecánico y volumétrico, diseñadomecánico y volumétrico, diseñado
para detectar variaciones en lapara detectar variaciones en la
constitución o la estructuraconstitución o la estructura
interna de un material.interna de un material.
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Se basa en la capacidad del materialSe basa en la capacidad del material
para trasmitir el sonido y lapara trasmitir el sonido y la
interacción del sonido con elinteracción del sonido con el
material que esta siendomaterial que esta siendo
inspeccionado.inspeccionado.
Principios DelPrincipios Del
Ultrasonido industrialUltrasonido industrial
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La interpretación de lasLa interpretación de las
interacciones entre el material yinteracciones entre el material y
las ondas ultrasónicas noslas ondas ultrasónicas nos
permite determinar:permite determinar:
La sanidad del materialLa sanidad del material
El espesor del material.El espesor del material.
Las variaciones de laLas variaciones de laestructura interna del material.estructura interna del material.
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Antecedentes Históricos DelAntecedentes Históricos Del
UltrasonidoUltrasonido ercusión de ruedas delercusión de ruedas del
!errocarril con un martillo.!errocarril con un martillo.
– Es un método ac"stico, enEs un método ac"stico, enel cual el tono del sonidoel cual el tono del sonido
obtenido indicaba laobtenido indicaba lasanidad del metal, erasanidad del metal, era"nicamente cualitativo."nicamente cualitativo.
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En la década de los #$%s,En la década de los #$%s,cient&'cos de (usia ycient&'cos de (usia yde )lemania se dedicaronde )lemania se dedicaronal estudio y desarrollo deal estudio y desarrollo detécnicas de inspección notécnicas de inspección no
destructiva empleandodestructiva empleandoondas ultrasónicas.ondas ultrasónicas.
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El *r. +.). +irestoneEl *r. +.). +irestone
desarrolló el primer detectordesarrolló el primer detector
de de!ectos del tipo pulsode de!ectos del tipo pulso
eco que requer&a acceso poreco que requer&a acceso por
un solo lado de la muestra.un solo lado de la muestra.
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-. C. itt *esarrolla el primer-. C. itt *esarrolla el primersistema de inspección porsistema de inspección por
medio de ultrasonidomedio de ultrasonido
empleando la técnica deempleando la técnica de
inmersióninmersión
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Los doctores /raut0ramerLos doctores /raut0ramerproducen comercialmente elproducen comercialmente el
primer instrumento deprimer instrumento deinspección ultrasónica parainspección ultrasónica para
la detección de de!ectos enla detección de de!ectos en
v&as !erreas.v&as !erreas.
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Los avances enLos avances en
instrumentación y tecnolo1&ainstrumentación y tecnolo1&a
electrónica 2an permitido laelectrónica 2an permitido lacreación de equipos decreación de equipos de
inspeccion ultrasónicainspeccion ultrasónica
rápidos con'able y li1eros.rápidos con'able y li1eros.
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Equipos de UltrasonidoEquipos de Ultrasonido
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Espectro Acústico.Espectro Acústico.
Se puede dividir en tres 3onasSe puede dividir en tres 3onasclaramente de'nidas por laclaramente de'nidas por la
!recuencia:!recuencia: 4ona in!rasónica: 5 a 56 23.4ona in!rasónica: 5 a 56 23. 4ona audible: 56 23. a $% /23.4ona audible: 56 23. a $% /23. 4ona ultrasónica: mayor a $%4ona ultrasónica: mayor a $%/23./23.
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Definición de ultrasónidoDefinición de ultrasónido
Es una vibración mecánicaEs una vibración mecánicaproducida por un osciladorproducida por un oscilador
que se transmite en un medioque se transmite en un medio
elástico 7sólido, l&quido o 1as8,elástico 7sólido, l&quido o 1as8,
a una !recuencia superior ala una !recuencia superior al
ran1o audible 2umano que esran1o audible 2umano que es
mayor a $%,%%% c9s ó ert3.mayor a $%,%%% c9s ó ert3.
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Generación De Una OndaGeneración De Una Onda
Ultrasónica.Ultrasónica. E;isten varias !ormas deE;isten varias !ormas de
1enerar una onda ultrasónica1enerar una onda ultrasónica
< =na de ellas es por medio< =na de ellas es por mediode un oscilador mecánicode un oscilador mecánico7cristal pie3oeléctrico8, que7cristal pie3oeléctrico8, quetrasmite la vibración al ob>etotrasmite la vibración al ob>etoque inspeccionamosque inspeccionamos
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Equipo electrónico deEquipo electrónico deultrasonido.ultrasonido.
Cable coa;ial.Cable coa;ial.
alpador.alpador. ?aterial a inspeccionar.?aterial a inspeccionar.
Elementos Esenciales De UnElementos Esenciales De Unistema de inspección poristema de inspección por
UltrasonidoUltrasonido
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Sistema De UltrasonidoSistema De Ultrasonido
Equipo deultrasonido
Cablecoa;ial
alpado
r?aterial ainspeccionar
A li i
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En la mayor&a de lasEn la mayor&a de las
aplicaciones industriales delaplicaciones industriales del
ultrasonido se mide elultrasonido se mide el
tiempo de recorrido de la ondatiempo de recorrido de la onda
ultrasónica en un medio y laultrasónica en un medio y laatenuación en la intensidad deatenuación en la intensidad de
la ener1&a sónica.la ener1&a sónica.
AplicacionesAplicacionesIndustriales DelIndustriales Del
UltrasonidoUltrasonido
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*etección, caracteri3ación y*etección, caracteri3ación y
evaluación deevaluación dediscontinuidades internasdiscontinuidades internascomo pueden ser:como pueden ser:
< Laminaciones< Laminaciones
< Inclusiones< Inclusiones
< +racturas< +racturas< orosidades< orosidades
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?onitoreo de daños por servicio,?onitoreo de daños por servicio,
como puede ser:como puede ser:
< ?edición de espesores de pared.< ?edición de espesores de pared.
< E;tensión y pro!undidad de los< E;tensión y pro!undidad de losdaños por corrosión o erosión endaños por corrosión o erosión enla pared interna de un material.la pared interna de un material.
< E;tensión de los daños por< E;tensión de los daños por2idró1eno.2idró1eno.
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*eterminación del 1rado y*eterminación del 1rado y
calidad de la ad2erencia encalidad de la ad2erencia en
uniones bimetálicas comouniones bimetálicas como
pueden ser:pueden ser:
< )cero con @abbit.< )cero con @abbit.
< )cero con Stelitte< )cero con Stelitte..
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*eterminación del 1rado y*eterminación del 1rado ycalidad de la ad2erencia encalidad de la ad2erencia en
uniones materialesuniones materiales
compuestos como puedencompuestos como puedenser:ser:
< Compuestos tipo ApanalB< Compuestos tipo ApanalB< lásticos sobre metales< lásticos sobre metales
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Ventajas y LimitacionesVentajas y Limitaciones
El ultrasonido esEl ultrasonido es
complementario con lacomplementario con la
radio1ra!&a al compararlo conradio1ra!&a al compararlo con
otros métodos de inspecciónotros métodos de inspección
podemos ver las si1uientespodemos ver las si1uientesventa>as y limitaciones:venta>as y limitaciones:
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!enta"as!enta"as
Las indicaciones pueden serLas indicaciones pueden serinterpretadas en tiempointerpretadas en tiempo
real.real.
< En el caso de la radio1ra!&a< En el caso de la radio1ra!&a
se debe esperar else debe esperar elprocesamiento de la pel&culaprocesamiento de la pel&cula
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?ayor sensibilidad y e;actitud?ayor sensibilidad y e;actitudal determinar la posición,al determinar la posición,dimensión y orientación de unadimensión y orientación de una
discontinuidaddiscontinuidad
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Interpretar la indicaciónInterpretar la indicación
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)lta sensibilidad para)lta sensibilidad paradetectar pequeñasdetectar pequeñasdiscontinuidades.discontinuidades.
< uede detectar reectores< uede detectar reectoresde 5% mil&metros de diámetrode 5% mil&metros de diámetroa una pro!undidad de 5 metroa una pro!undidad de 5 metro
en aceroen acero
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)lta sensibilidad y resolución.)lta sensibilidad y resolución.
< Su capacidad para encontrar< Su capacidad para encontrar
pequeños de!ectos lo 2ace unpequeños de!ectos lo 2ace une;celente equipo de AdetecciónBe;celente equipo de AdetecciónB
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– )lto poder de penetración.)lto poder de penetración.
– En acero y aluminio, tieneEn acero y aluminio, tienemayor poder de penetraciónmayor poder de penetraciónque las !uentes comunes deque las !uentes comunes deradio1ra!&a o 1ama1ra!&a.radio1ra!&a o 1ama1ra!&a.
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@uena resolución.@uena resolución.
< Se pueden di!erenciar las< Se pueden di!erenciar lasindicaciones de dosindicaciones de dos
discontinuidades cercanasdiscontinuidades cercanasentre s&.entre s&.
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(equiere acceso solo a una(equiere acceso solo a unasuper'cie de la pie3a.super'cie de la pie3a.
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Ventajas de UT vs RT.Ventajas de UT vs RT.
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Do requiere condiciones especialesDo requiere condiciones especialesde se1uridad.de se1uridad.
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#imitaciones#imitaciones
Las limitaciones masLas limitaciones masimportantes en el ultrasonidoimportantes en el ultrasonido
se presentan cuando se operase presentan cuando se operade !orma manual perode !orma manual perotambién e;isten limitacionestambién e;isten limitacionespor las leyes !&sicaspor las leyes !&sicasaplicables al ultrasonidoaplicables al ultrasonido
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#imitaciones#imitaciones
@a>a velocidad de inspección@a>a velocidad de inspección
< Cuando se emplean métodos< Cuando se emplean métodosde rastreo manuales, lade rastreo manuales, lavelocidad de inspección esvelocidad de inspección es
menor que con sistemasmenor que con sistemasautomati3ados.automati3ados.
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(equiere personal con(equiere personal conpreparación técnica ypreparación técnica ye;periencia.e;periencia.
< La interpretación de las< La interpretación de lasindicaciones requiere laindicaciones requiere lae;periencia del inspector parae;periencia del inspector parareconocer los di!erentes tipos dereconocer los di!erentes tipos deseñales y sus si1ni'cadoseñales y sus si1ni'cado
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Se requiere de un a1enteSe requiere de un a1enteacoplante para laacoplante para latrasmisión del ultrasonido.trasmisión del ultrasonido.
– Es necesario eliminar laEs necesario eliminar lainter!ase: aire9material ainter!ase: aire9material a
inspeccionar.inspeccionar.
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El acabado super'cial a!ectaEl acabado super'cial a!ectala calidad de la inspección.la calidad de la inspección.
– Con las técnicas comunes laCon las técnicas comunes laseñal puede distorsionarseseñal puede distorsionarseo 2acer muy di!&cil lao 2acer muy di!&cil la
interpretación de lasinterpretación de lasindicacionesindicaciones
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Se di'culta la inspecciónSe di'culta la inspeccióncuando la microestructuracuando la microestructurametal"r1ica es muy burda.metal"r1ica es muy burda.
– El tamaño de 1rano a!ecta laEl tamaño de 1rano a!ecta lacalidad de la señal que secalidad de la señal que serecibe durante la inspección.recibe durante la inspección.
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Es di!&cil inspeccionarEs di!&cil inspeccionarpie3as de !orma comple>a.pie3as de !orma comple>a.
– El problema es ase1urarEl problema es ase1urarque el ultrasonidoque el ultrasonidoatraviesa todo el materialatraviesa todo el materialy evitar la presencia dey evitar la presencia de!alsas indicaciones!alsas indicaciones
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Es di!&cil inspeccionar materialesEs di!&cil inspeccionar materiales
muy del1ados o detectarmuy del1ados o detectar
discontinuidades cercanas a ladiscontinuidades cercanas a la
super'cie de inspección.super'cie de inspección.
– La causa principal es la presenciaLa causa principal es la presencia
del campo muerto de losdel campo muerto de los
transductores.transductores.
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El costo del equipo, losEl costo del equipo, losaccesorios y su mantenimientoaccesorios y su mantenimientoes alto.es alto.
– Los equipos y sus accesoriosLos equipos y sus accesoriosson caros y requieren deson caros y requieren demantenimiento y cuidadosmantenimiento y cuidados
periódicos.periódicos.
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Se requiere de bloques deSe requiere de bloques decalibración y de comparación.calibración y de comparación.
– Se requiere de di!erentesSe requiere de di!erentes >ue1os de bloques para >ue1os de bloques parareali3ar las inspeccionesreali3ar las inspeccionesse1"n el códi1o aplicable.se1"n el códi1o aplicable.
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loques de cali!raciónloques de cali!ración
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El equipo de ultrasonidoEl equipo de ultrasonidoindustrial es un e;celenteindustrial es un e;celentedetectordetector 7muy sensible para7muy sensible para
encontrar lasencontrar lasdiscontinuidades8, pero esdiscontinuidades8, pero esun malun mal anali3adoranali3ador 7la7la
interpretación de lasinterpretación de lasindicaciones var&a se1"n laindicaciones var&a se1"n lae;periencia del inspector8.e;periencia del inspector8.
!er cap II