Ensayos Por Particulas Magnetizables

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICAESCUELA DE INGENIERIA EN MATERIALES

Carrera: Ingeniería en Materiales

ENSAYOS POR PARTICULAS MAGNETIZABLES ASTM E 709

Esteban Cordero Delgado Carnet: 2013100782

RESUMEN

Se realizó la prueba de partículas magnetizables a 2 placas. Después de preparar la superficie con el talco, se creó un campo magnético con el Yoque creando líneas de fuerza atraves del material y luego se rocía sobre la superficie partículas magnetizables que se concentran en lugares donde se crea un pequeño imán como producto de un cambio en la polaridad y así se detectan discontinuidades en la superficie o debajo dela superficie y se analiza el defecto.

ABSTRACT

Magnetic particle testing was performed at 2 plates. After preparing the surface with talc, a magnetic field is created creating lines through the material Yoque creates a magnetic field and after the material is sprayed , the magnetic particles in the surface which concentrate on places with a small magnet is created as a result of a change in polarity and thus discontinuities are detected on the surface or below the surface and then comes the defects analyzes.

PALABRAS CLAVE:

Materiales Ferromagnéticos Campo Magnético Partículas Magnéticas Discontinuidades

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1. INTRODUCCIÓN

El ensayo por partículas magnéticas es un ensayo no destructivo, en el cual se permite detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos. El principio físico en el que se basa el método de inspección por partículas magnéticases el magnetismo, el cual se define como la fuerza invisible que tiene la habilidad de desarrollar trabajo mecánico de atracción y repulsión de materiales magnetizables. El ensayo consta de tres operaciones básicas las cuales son: establecer un flujo magnético, aplicar partículas magnéticas y interpretación y evaluación de los resultados.

El principio de delas partículas magnéticas se basa en que en un material existen dominios magnéticos y cuando este es sujeto a un campo magnético externo se produce un imán con 2 polos, generando una fuerza total que es conocida como flujo magnético, esas líneas siguen los caminos de menor resistencia magnética

Algunas de las aplicaciones de este ensayo son en áreas de metalmecánica, aeronáutica, naval, construcción, etc. Se utiliza para inspección de materiales soldados, fundidos, forjados, rolados. Este ensayo tiene la desventaja que es solo aplicable a materiales ferromagnéticos y no se pueden localizar discontinuidades localizadas a grandes profundidades de esta manera, la existencia de grietas interrumpe el flujo de las líneas de fuerza dentro del imán, causando que algunas líneas salgan del imán y se crea fugas de flujo magnético.

Por lo tanto, si se espolvorean partículas magnéticas sobre un imán, estas serán atraídas por los polos creados por la grieta, produciendo una indicación, por la concentración de partículas en la zona de la grieta y causará fugas de flujo, como se observa en la figura 1.

Figura.1 Líneas de fuerzas

Si existe una superficie ondulada, en la zona de la superficie irregular ondulada, las líneas de fuerza permanecen dentro del imán y no se crean polos magnéticos por lo que no existen fugas de flujo. Otro aspecto importante en este ensayo son las partículas magnéticas las cuales 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 en cuanto a las propiedades físicas de estas partículas tienen que ver con el tamaño,forma, densidad y color.En cuanto el tamaño estas 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

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partículas de diferentes masas, su rango es 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. Su forma debe ser alargadas y esféricas para que se enlazan juntas y formen cadenas o puentes pequeños para los campos de fuga, con lo que se forman las indicaciones visibles.

Objetivo principal:Analizar discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos con partículas magnetizables.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Yoke portátil Pera de partículas solidas Patrón de sensibilidad Probetas con defectos inducidos

Se disponen de una serie de probetas con algunos defectos o discontinuidades los cuales se les aplica primero un contaste y luego con el yunque se les genera un campo magnético, cuando se les aplica las partículas magnéticas las probetas deben de tener cierta inclinación en la superficie ya que el polvo corre por las líneas de campo y si hay una discontinuidad se produce cambio en la polaridad y se produce un pequeño electroimán que atrae las partículas y indica la ubicación de una discontinuidad. Cuando el yunque genera el campo magnético y si existe una soldadura longitudinal que atraviesa el campo, las discontinuidades que se tienen

que analizar son las que cortan el campo, pero si se tiene un grieta transversal las líneas de fuerza se deben de aplicar a un ángulo de 45 grados para detectar discontinuidades transversales y longitudinales en el cordón de soldadura.

Figura 2.Probetas con discontinuidades

Figura 3. Yoke Magnético

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ANALISIS Y RESULTADOS

En la figuras 4 y 5 se observan probetas las cuales fueron ensayadas con partículas magnéticas. En la primera placa figura 4 se evidencia orificios que fueron hechos a propósito uno a 1 mm de la superficie y otra a milímetro y medio, lo que demuestra que no necesariamente tiene que estar expuesto en la superficie para ser detectado.

Figura 4. Agujeros en Placa Metálica

Figura 5. Placa inclinada

En la figura 5 se analizó una placa grande con cierta inclinación sobre el piso. Esta después de ser magnetizada y rociarle las partículas magnetizables se encontró una grieta en la zona donde se genera un pequeño imán debido a las líneas de fuerza por lo que la zona probable donde puede estar esa discontinuidad en la superficie o subsueprcial se presenta en la zona con mayor densidad de partículas magnetizables como se muestra en la placa de la figura 5.

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CONCLUSIONES

El ensayo de partículas magnetizables es útil para encontrar discontinuidades a nivel superficial y debajo de la superficie de un material ferromagnético.

Las ventajas de este ensayo se relacionan con que se requiere menor limpieza que en líquidos penetrantes, inspección relativamente rápida y de bajo costo.

Este ensayo tiene ciertas limitaciones como lo es que solo es aplicable solamente en materiales ferromagnéticos y se requiere de un suministro de corriente eléctrica.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Morral F.R. Metalurgia general. Volumen 2. Editorial Reverte, S.A.

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¿Qué es la magnetización por puntas y en qué casos se utiliza?

La magnetización por puntas tiene que ver cuando se utiliza las puntas o electrodos sobre materiales cuyo espesor es de 19 mm o menor, se utilizará de 90 a 115 A por cada 25 mm de distancia entre electrodos (3.5 a 4.5 A/mm). Para materiales con espesor de pared mayor que 19 mm, se utilizará de 100 a 125 A/mm por cada 25 mm de distancia entre electrodos (4.0 a 5.0 A/mm). El espacio entre electrodos no debe ser menor que 50 mm o mayor que 200 mm. El ancho efectivo del campo magnetizante cuando utilizamos electrodo es ¼ del espacio entre electrodos sobre cada lado de la línea que atraviesa el centro de los electrodos.

¿Cómo se consigue un campo magnético longitudinal en una barra y cuales discontinuidades podrían detectarse en este caso?

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. Las discontinuidades que se detectan son fisuras,recubrimientos,rasgones,inclusion y discontinuidades.

¿Qué dirección tienen las líneas de campo magnético cuando se magnetiza por medio del yoke, haga el esquema respectivo?

Las líneas de campo tienden a seguir la dirección del camino de menorresistencia magnética.

¿De qué factores depende la máxima profundidad a la que puede detectarse una discontinuidad su superficial, mediante la técnica de partículas magnetizables?

Los factores que depende la máxima profundidad de las discontinuidades subsuperficiales dependen de la distancia de la superficie a la discontinuidad si está muy lejos de la superficie no habrá ninguna fuga.

¿Será siempre imprescindible desmagnetizar las piezas luego de efectuar el ensayo de partículas magnetizables?

Si es importante desmagnetizar las piezas luego de efectuar el ensayo de partículas magnetizables ya que si estas se ponen en servicio sin desmagnetizarlas, atraerán limaduras, polvos metálicos, rebabas.Afectando la integridad del material. ya sea rayando o dañando los cojinetes y otras piezas de maquinaria.

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