Informe 3 Materiales.docx

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Objetivos:  Conocer los distintos tipos de ensayos no destructivos y observar sus aplicaciones en el análisis de piezas  Comprender y aprender los procedimientos del ensayo no destructivo de líquidos penetrantes.  Usar la técnica de líquidos penetrantes para detectar discontinuidades que surgen en la superficie como porosidades, rajaduras, grietas, etc.  Diferenciar los distintos ensayos no destructivos del ensayo de líquidos penetrantes

INFORME N° 3: ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

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FUNDAMENTO TEÓRICO Se denomina ensayo no destructivo 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. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos, tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada. En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos. La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentra resumida en los tres grupos siguientes: Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación detensiones; detección de fugas. Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas. Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado. MÉTODOS Y TÉCNICAS: La clasificación de las pruebas no destructivas se basa en la posición en donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se clasifican en:  Pruebas no destructivas superficiales

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Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad superficial de los materiales inspeccionados. Los métodos de PND superficiales son: 

VT – Inspección Visual



PT – Líquidos Penetrantes



MT – Partículas Magnéticas



ET – Electromagnetismo

En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante para detectar únicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie); y con MT y ET se tiene la posibilidad de detectar tanto discontinuidades superficiales como subsuperficiales (las que se encuentran debajo de la superficie pero muy cercanas a ella).  Pruebas no destructivas volumétricas Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad interna de los materiales inspeccionados. Los métodos de PND volumétricos son: 

RT – Radiografía Industrial



UT – Ultrasonido Industrial



AE – Emisión Acústica

Estos métodos permiten la detección de discontinuidades internas y subsuperficiales, así como bajo ciertas condiciones, la detección de discontinuidades superficiales.

 Pruebas no destructivas de hermeticidad Estas pruebas proporcionan información del grado en que pueden ser contenidos los fluidos en recipientes, sin que escapen a la atmósfera o queden fuera de control. Los métodos de PND de hermeticidad son: 

Pruebas de Fuga



Pruebas por Cambio de Presión (Neumática o hidrostática).



Pruebas de Burbuja



Pruebas por Espectrómetro de Masas

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Pruebas de Fuga con Rastreadores de Halógeno

La inspección por líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales examinados. Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos cuando la inspección por partículas magnéticas es difícil de aplicar. En algunos casos se puede utilizar en materiales no metálicos. El procedimiento consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera existir debido al fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo se remueve el exceso de líquido y se aplica un revelador, el cual absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador se delinea el contorno de éstas. Las aplicaciones de esta técnica son amplias, y van desde la inspección de piezas críticas como son los componentes aeronáuticos hasta los cerámicos como las vajillas de uso doméstico. Se pueden inspeccionar materiales metálicos, cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, entre otros. Una de las desventajas que presenta este método es que sólo es aplicable a defectos superficiales y a materiales no porosos.

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TIPOS DE LÍQUIDOS PENETRANTES :  Según el color 

Penetrantes coloreados: Se inspeccionan a simple vista. Solamente hay que contar con una buena fuente de luz blanca. Tienen menos sensibilidad.



Penetrantes fluorescentes: Se inspeccionan con la ayuda de una lámpara de luz ultravioleta (luz negra). Sin ésta son invisibles a la vista. Tienen mayor sensibilidad.

 Según la solubilidad 

Penetrantes lavables con agua o autoemulsificables: Para su limpieza y remoción de excesos simplemente se usa agua. Resultan muy económicos de utilizar.



Penetrantes postemulsificables: No son solubles en agua. Para la remoción de los excesos superficiales se utiliza un emulsificador que crea una capa superficial que se remueve con agua. Es el método con el mayor sensibilidad se obtiene y en el que mayor dominio de cada una de las etapas tiene el operador. Existen dos tipos de emulsificadores: los hidrofílicos, de base acuosa, que se utilizan en solución de agua, en una saturación determinada por las necesidades del caso; y lipofílicos, de base aceite, que se utilizan tal como los entrega el fabricante.



Penetrantes eliminables con disolvente: Tampoco son solubles en agua. Para su remoción se utiliza un disolvente no acuoso, denominado «eliminador». Son muy prácticos de utilizar ya que el solvente generalmente se presenta en aerosol.

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INSTRUMENTOS UTILIZADOS -Aerosoles de Removedor, Penetrante y Revelador

-Las piezas metálicas a analizar

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DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO  



Se procede a preparar la superficie metálica con una limpieza superficial, lijándola con una lija fina. Se limpian las superficies con thinner y luego con el removedor.

Una vez limpio se procede a aplicar el líquido penetrante sobre las superficies metálicas.

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

Se espera 15 minutos para que el líquido penetrante pueda actuar y luego se limpia



Luego de esto se procederá a aplicar el Revelador y se esperará cierto tiempo hasta que actúe.

Acero de tubería

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Tornillo sin fin

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ENSAYOS MAGNAFLUX INSTRUMENTOS UTILIZADOS 1. Máquina de ensayo

Tipo de maquina : generador de corriente C/A Marca de la maquina: Sonoflux Modelo: AH-7 Serial: 2014

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DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO a. Se colocó la pieza a ensayar sobre dos taquitos de madera. b. Se colocó los electrodos en los extremos de la pieza a ensayar . c. Se conectó la maquina a la corriente eléctrica.

d. Se encendió la máquina.. e. Luego de unos instantes se polvoreó con las limaduras de Hierro en toda la superficie de la pieza de ensayo. f. Luego de 5 segundos se apagó la máquina. g. Se desconectó la máquina de la corriente eléctrica. h. Luego, se procedió a observar detalladamente la pieza cuidadosamente para determinar si esta posee o no posee defectos.

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PRUEBA DE ULTRASONIDO

INSTRUMENTOS UTILIZADOS 1. Tipos De Palpadores  Palpador de contacto. Se coloca directamente en la superficie de prueba aplicando presión y

un

medio

de

acoplamiento.

Se

fabrica

para

inspecciones de haz recto. Para proteger el transductor de la abrasión, se cubre con un material duro como el óxido de aluminio.  Palpadores de haz recto. Emite ondas longitudinales con frecuencias de 0.5 a 10 MHz. Se emplea generalmente para la inspección de piezas en las que se puede colocar directamente la unidad de prueba sobre el área de interés las discontinuidades son paralelas a la superficie de contacto. También es útil en la detección de discontinuidades y en la medición de espesores.  Palpadores de incidencia angular. Genera ondas de corte, de superficie y de placa. Se construye acoplando una unidad de haz recto a una de las caras de una zapata de plástico, al cual presenta determinado ángulo de refracción. Se emplea n los equipos de pulso eco y su aplicación es casi exclusiva

en

la

detección

de

discontinuidades

orientadas

perpendicularmente a la superficie de prueba.  Palpadores angulares. De acuerdo a su tamaño frecuencia, forma, tipo e intercambiabilidad de la zapata. Tienen marcado en la zapata el ángulo de refracción del sonido dentro del material de prueba, los ángulos comerciales para el acero son 35, 45, 60, 70, 80, 90 grados.

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2. Acoplante Liquido más o menos viscoso que se utiliza para permitir el paso de las ondas del transductor a la pieza bajo examinación, ya que las frecuencias que se utilizan

para

materiales

metálicos

no

se

transmiten

en

el aire.

Características Del Liquido Acoplante: 

Humectabilidad. ( capaz de mojar la superficie y el palpador )



Viscosidad adecuada.



Baja atenuación. ( que el sonido se transmita al 100% )



Bajo costo.



Removible.



No toxico.



No corrosivo.



Impedancia

acústica

adecuada. Tipos De Acoplantes: 

Agua

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Aceite



Grasa



Glicerina



Vaselina

3. Máquina de ensayo

Tipo de maquina : Osciloscopio Marca de la maquina: Parantria Modelo: EPOCH LT Serial: 2014

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DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO Este ensayo se realiza para poder detectar las imperfecciones internas de un material y gracias a este método se puede localizar la falla sin causar daño alguno en el material.  Calibrar el palmador con el block de calibración  Echar un gel al material en la parte en la cual vamos a analizar  Mover el palmador de noventa grados en posición perpendicular al metal que se analizará y ver la lectura del osciloscopio para poder percatarnos si el material tiene fallas; a través de las gráficas que este emite.

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DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO Acero de tubería 208.34 9.72…………..longitud total: 218.06 mm

136.72 130.4 23.44…………..longitud total: 290.56 mm

Tornillo sin fin 23.75 10.79…………….longitud total: 34.58 mm

8.61 10.32 7.35…………..… longitud total: 26.28 mm

9.38 6.90 10.07 4.69…………..… longitud total: 31.04 mm

11.93 10.67 10.68……………. longitud total: 33.28 mm

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CUESTIONARIO 1. En el ensayo de líquidos penetrantes. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas contra los otros métodos?

Ventajas:  Muy económico  Inspección a simple vista  No se destruye la pieza  Se obtiene resultados inmediatos.

Desventajas:  Solo detecta fallas superficiales  Difícil establecimiento de patrones  La superficie a inspeccionar debe estar limpia y sin recubrimientos  No se puede inspeccionar piezas demasiado porosos

2. ¿El ensayo de líquidos penetrantes se usa para todo tipo de materiales? Este ensayo se aplica a materiales

cerámicos vidriados, metálicos,

plásticos, porcelana, recubrimientos electroquímicos

no se puede utilizar en

materiales demasiado porosos, ya que estos absorben todo el líquido penetrante.

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CONCLUSIONES

 Se concluye que el costo del ensayo no destructivo de líquidos penetrantes es económico.  Se concluye que el ensayo solamente sirve para defectos superficiales  Se concluye que este ensayo no se aplica a materiales muy porosos.  Se concluye que en las grietas más profundas se observa mayor cantidad de líquido penetrante.  Se concluye que el tiempo para que actúe el líquido penetrante está relacionado con la profundidad de la grieta

 Se concluye que la prueba de ultrasonido es muy buena para saber dónde exactamente pero es deficiente para saber qué tan grande es o la forma del imperfecto.

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RECOMENDACIONES

 Se recomienda tomar precauciones durante la realización del ensayo, ya que las partículas de los líquidos pueden ser tóxicas.  También se debe limpiar muy bien las superficies analizadas para evitar los errores.  Dejar actuar durante el tiempo necesario para que el líquido penetrante actúe.  Es recomendable también, tener una base teórica antes de realizar el

ensayo para tener en cuenta los detalles que debemos observar.

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Bibliografía

 The testing and Inspection of Engineering Materials (Troxell).  FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES. William F. Smith/2º edición. 1996  CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES. Donald R. Askeland. / Publicación México: International Thompson Editores. 1998.

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