Ensayos no Destructivos

Universidad nacional de ingeniería

Ciencia de los materiales

Ensayos no destructivos

INTRODUCCIÓN

El experimentar los distintos ensayos estudiados en clase, nos permite

resolver dudas o comprender con mayor detalle cada concepto, fórmula e

idea expuesto teóricamente.

Es por eso que las demostraciones experimentales son de suma importancia

en nuestro proceso de aprendizaje, sobre todo cuando se sigue la carrera de

ingeniería.

En relación a lo dicho anteriormente, este tercer informe trata sobre los

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS, específicamente sobre el ensayo de

líquidos penetrantes y el ensayo de partículas magnéticas, que para cada

caso nos permite poder detectar imperfecciones en las superficies de pieza

o elementos de maquina. Estas imperfecciones son fisuras que se producen

en la superficie de cualquier pieza durante su constante uso.

Asimismo, a través de estos ensayos podremos observar estas fisuras, su

localización en la superficie así como su tamaño aproximado, y por

supuesto cuales fueron las normas que se siguieron para llevar a cabo

dichos ensayos.

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El propósito u objetivo de este trabajo consistirá en aprender a emplear

correctamente ambos métodos y encontrar las fisuras que puedan tener las

superficies de ensayo empleando los métodos anteriores.

Con mayor detalle y profundidad lo encontrara en el cuerpo de este

informe, donde entrara a tallar los cuadros de datos obtenidos y sobre todo

las observaciones y conclusiones que surgirán de esta experiencia.

Para concluir, esperamos que este informe llene todas sus expectativas y

sobre todo que absuelva todas dudas que lo puedan inquietar, ya que este

trabajo se fundamente en todo lo aprendido en clase.

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Objetivos

Conocer los métodos más comúnmente usados para localizar las discontinuidades.

Aplicar correctamente los métodos de Líquidos Penetrantes e Inspección por Partículas Magnéticas.

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DESCRIPCIÓN DEL DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA

LÍQUIDOS PENETRANTES

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Líquidos penetrantes

Tinte limpiador:

Marca: CANTESCOR

Tipo: aerosol

Color: tinte visible no acuoso

Volatilidad: muy volátil

Tiempo de aplicación: 5 minutos

Tensión superficial: baja tensión superficial

Lavables con agua

Removibles con solvente

Composición: sin halógenos y sin cloruros

Inflamabilidad: sumamente inflamable

Grado: nuclear

Función: remover las impurezas de la superficie

Tinte penetrador:

Marca: CANTESCOR

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LIQUIDO LIMPIADOR




Tipo: aerosol

Color: tinte visible rojo no acuoso




Lavables con agua




Grado: nuclear

Función: penetración en las fisuras de la superficie

Tinte revelador:

Marca: CANTESCOR

Tipo: aerosol

Color: tinte visible no acuoso




Lavables con agua




Grado: nuclear

Función: revelar las fisuras (se generan manchas)

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LIQUIDO REVELADOR

LIQUIDO PENETRADOR




Nota: el tiempo de aplicación expuesto fue el utilizado para este

ensayo.

RELACIÓN DE LOS MATERIALES

Parte de la estructura de un caldero.

Parte de un recipiente a presión: caldero.

Fisuras generas por: es muy probable que fue ocasionado por

el fenómeno de cavitación.

Solido continúo.

Superficie: irregular (pero aceptable para el ensayo)

Composición: aleación ferrosa (un tipo de acero)

Trapo para trabajos industriales

Utilizado especialmente para limpiar las superficies en donde

se ensaya

DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO

La técnica de los líquidos penetrantes puede resumirse en los

siguientes pasos:

Limpieza inicial y secado

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Consiste en limpiar perfectamente la zona de interés a ser ensayada,

empleando un liquido removedor de tal forma de dejar, las posibles

discontinuidades, libres de suciedades o materiales extraños y su posterior

secado con un trapo para trabajos industriales.

1. Aplicación del líquido penetrante y tiempo de penetración .

Cubrir la superficie de

interés con el líquido penetrante y dejar transcurrir 5 minutos

para permitir que el LP se introduzca por capilaridad en las

discontinuidades.

2. Limpieza intermedia

Se removerá el exceso de LP sobre la superficie, evitando

extraer aquel que se encuentre dentro de las fallas. Esta

remoción se hará con ayuda de un trapo.

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SECADO DE LA SUPERFICIE

FIG.6 SUPERFICIE CON EXCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES




3. Aplicación del revelador

Sobre la superficie ya preparada se esparcirá el líquido

revelador, que una vez evaporada, deja una fina capa de polvo.

4. Inspección y

evaluación

Esta fina

capa de

revelador

absorberá el

LP retenido

en las discontinuidades, llevándolo a la superficie para hacerlo

visible.

5. Limpieza final

Aunque los agentes químicos utilizados no deberían ser

corrosivos a los materiales ensayados, se eliminara sus restos

para prevenir posteriores ataques.

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FIG.7 APLICACÍON DEL REVELADOR

FIG.8 LIMPIEZA FINAL DE LA SUPERFICIE




6. Ventajas y limitaciones de los LP.

VENTAJAS LIMITACIONES

Relativamente simple de

aplicar y controlar

Aplicable a materiales

metálicos y no metálicos

No requiere costosos

equipos.

Solo detecta discontinuidades

abiertas en la superficie.

No para materiales porosos.

Difícil en superficie rugosas o

porosas.

DATOS RECOGIDOS EN LABORATORIO

Sobre la superficie de la parte de un caldero

Se detecto pequeñas fisuras

Se observo una gran discontinuidad (fisura), sobre la superficie,

que a simple vista no era observable.

Las fisuras fueron notarias a través de una línea continua de color

rojo (rastros del líquido penetrante).

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

MÁQUINA MAGNAFLUX

Tipo de maquina: Generador de Corriente Continua / Alterna

Marca: SONOFLUX

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Modelo: AH-I

Numero de serie: 20M

Creadores: Automation Industries .Inc.

Piezas de la máquina:

Luz de control durante la magnetización

Luz de control para la conexión eléctrica

Amperímetro

Manija para el ajuste de la corriente eléctrica

2 Electrodos(pistoletas)

Tomacorrientes para conexiones con corriente alterna

Toma corriente para control remoto

RELACIÓN DE LOS MATERIALES

1-Eje de acero de rotor de turbina:

Estos ejes hechos de acero

especial forjado que conforman

los rotores de turbinas son los

encargados de transformar la

energía cinética del vapor en

energía mecánica a través del

movimiento giratorio de los

mismos.

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MEDIDOR DE AMPERAJE DEL GENERADOR

FIG. 10 EJE DE ENSAYO




2-Limaduras de hierro:

Conformadas por Oxido de Hierro, son llamadas también partículas

magnetizada. Son el método más sencillo para hacer visible las los

defectos de las superficies sometidas al ensayo.

.

4-Trapo Industrial:

Este trapo especial sirve para limpiar el área de trabajo.

5-Alabe:

Esta pieza de ensayo es la conformación de cada una de las paletas

curvas de una rueda hidráulica o de una turbina. Estos están sometidos a

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LIMADURAS DE HIERRO




grandes esfuerzos de fatiga al trabajar en condiciones extremas donde

soportan grandes fuerzas vibratorias.

DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO

a). Para defectos longitudinales:

1-Se coloco la pieza a ensayar sobre dos taquitos de madera.

2-Se accionó el paso de la corriente hacia la máquina por medio de

un interruptor.

3-Se colocó los bornes de Cobre (los electrodos o pistoletas) sobre

los extremos de la pieza a ensayar.

4-Se accionó

el interruptor de paso de la corriente eléctrica.

5-Luego de unos instantes se espolvoreó con las limaduras de Hierro

en toda la superficie de la pieza de ensayo.

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MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL DEL EJE

http://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga




6-Se desconectó el interruptor de circulación de corriente.

7-Luego, se procedió a observar detalladamente la pieza

cuidadosamente para determinar si esta posee o no posee defectos.

8-Luego se desmagnetizó la pieza ensayada.

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FIG. 14 ROSEANDO LAS LIMADURAS DE HIERRO

OBSERVANDO LAS FISURAS LONGITUDINALES




Observaciones

Liquido removedor para retirar las impurezas de la superficie emitías un

olor desagradable, por tal motivo es preferible trabajar en un lugar

ventilado.

Al agregar el líquido revelador salen a relucir las fisuras de la superficie.

Los materiales utilizados eran aleaciones de hierro (aceros).

Los líquidos penetrantes eran aerosoles.

Al evaporarse el líquido revelador, quedaba en la superficie una capa muy

fina de un polvo blanco.

Los electrodos eran de cobre.

El amperaje máximo del equipo era de 100 A para corriente alterna y

aproximadamente 80 A para corriente continua.

Al momento de poner en contacto las superficies de ensayo con los

electrodos, se producían chispas que tal vez fueron producto de la

irregularidad de la superficie.

Parta magnetizar las superficies de ensayo se utilizo corriente continua.

Para desmagnetizar el eje se utilizo corriente alterna.

Se utilizo como partículas magnéticas laminillas de hierro.

Se observo que las laminillas de hierro se ordenaban sobre las fisuras.

Era necesario golpear la superficie de ensayo para que las laminillas de

hierro se ordenen mejor y poder observar más detalladamente las fisuras.

Al inclinar las superficies de ensayo, solo quedaban en ellas las

partículas que fueron atrapadas por las discontinuidades de la superficie

debido a su magnetización. |




Conclusiones

Concluimos que a través de los líquidos penetrantes aplicados sobre las

superficies de ensayo, se llegan a observar las imperfecciones que puede

presentar una superficie.

Las fisuras se hacen visibles gracias a que el liquido penetrador se

quedaba atrapado por capilaridad en las fisuras, y salían a relucir al

aplicar el liquido revelador, el cual hacia que el liquido penetrador

emergiera de las fisuras.

Se concluyo que para utilizar el método de líquidos penetrantes es

necesario que las superficies de ensayo no sean porosas.

Se concluye que en las superficies en donde se va a realizar el ensayo de

líquidos penetrantes estén libres de impurezas.

Los líquidos penetrantes que se utilicen deben estar normalizados.

Se concluye que para los ensayos de partículas magnéticas, las superficies

de ensayo deben estar libre de impurezas.

El ensayo de partículas magnéticas se realizo con el método de

magnetización residual.

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A través del ensayo de partículas magnéticas se llego a observar una

mayor cantidad de fisuras sobre las superficie, con lo que podemos

afirmar que :

El método de partículas magnéticas es más sensible para

determinar fisuras mas finas.

El método de partículas magnéticas resulto ser más eficaz en la

detención de fisuras sobre las superficies.

El amperaje utilizado sobre la superficie de caldero fue de 200 A por un

lado y de 199 A por el otro.

Para la magnetización de superficies o ejes, se le debe hacer circular

sobre ellos corriente continua.

Se concluye que es muy importante la des magnetización de las piezas

que se ensayan, para evitar una posible alteración sobre los mecanismos

donde la pieza opera debido a la magnetización que se le entrego.

Se concluye finalmente, que ambos ensayos NO DESTRUCTIDOS son

muy apropiados para detectar defectos o imperfecciones que puedan

haber sobre las superficies de cualquier elemento o pieza.

Recomendaciones

En el ensayo de tintes penetrantes hay que tener en cuenta el tipo de

superficie, como se dijo anteriormente, ya que en algunas no nos

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beneficiaria trabajar con este tipo de métodos para hallar algún tipo de

fallas, por lo cual no se recomienda realizar este tipo de ensayo en

superficies porosas o maleteadas.

Antes de cualquier prueba que se va a realizar con tintes penetrantes o

partículas magnéticas no se recomienda pulir, lijar o cepillar la pieza a la

que se le va aplicar los ensayos, para no tener muchos desniveles y

afecten los resultados observados.

El trapo con el que se limpia las superficies no debe tener pelusas, para

una mejor aplicación de los tintes y mejores resultados de estos.

Trabajar el ensayo de tintes penetrantes en lugares de pendiendo del tipo

de tinte que se va a usar para el ensayo, ya que algunos de ellos tienden a

ser volátiles, tóxicos y explosivos porque sería perjudicante en alguna

ocasión trabajar con este ensayo en un lugar cerrado, motivo por el cual

se recomienda trabajar en lugares abiertos.

Para poder tener una muestra más exacta de donde se encuentra las fallas

en las piezas ensayadas (ose las fisuras más pequeñas), se recomienda

dejar más tiempo el penetrador, por lo cual hay que estar echando cada

cierto tiempo ya que este se evapora.

Se recomienda tener en cuenta el efecto de la temperatura

Para los ensayos con partículas magnéticas es necesario tener un equipo

adecuado para la realización de este tipo de ensayo como mafora, guante,

etc., debido a que se trabaja con un alto amperaje, que puede ser fatal si

no se sabe utilizar.

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Para el ensayo con partículas magnéticas se recomienda realizarlo en un

lugar abierto.

Conocer las limitaciones de la maquina con la que se realiza el, así como

también las partes de estas y su funcionamiento.

Sobre las superficies para los ensayos con partículas magnéticas deben

ser lisas.

El ensayo de partículas magnéticas también se puede realizar en un

gabinete cerrado, por lo que hay que tener en cuenta las normas que se

dan para este tipo de ensayo.

Se recomienda utilizar los tintes penetrantes con materiales no

magnéticos, ya que este tipo de ensayo no destructivo es más sencillo y

menos costoso.

Referencia bibliográfica

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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.

http://www.elprisma.com/apuntes/fisica/particulasmagneticas/

default5.asp

http://www.monografias.com/trabajos31/liquidos-penetrantes/liquidos-

penetrantes.shtml

Anexos

ANEXO A. RESUMEN: De líquidos penetrantes

Sirve para detectar grietas y discontinuidades en la superficie de materiales

sólidos no porosos.

El proceso de inspección se compone de tres etapas.

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http://www.monografias.com/trabajos31/liquidos-penetrantes/liquidos-penetrantes.shtml

http://www.monografias.com/trabajos31/liquidos-penetrantes/liquidos-penetrantes.shtml

http://www.elprisma.com/apuntes/fisica/particulasmagneticas/default5.asp

http://www.elprisma.com/apuntes/fisica/particulasmagneticas/default5.asp




A. Inspección.

B. Interpretación.

C. Evaluación.

Una regla práctica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete

minutos.

o Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que están

generalmente presentes en el diseño.

o Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminación

con penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de

discontinuidad.

LIMPIEZA FINAL.

Se debe llevar a cabo en razón de los productos usados en el ensayo.

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