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PROCEDIMIENTOS DE INSPECCIÓN CON PARTÍCULAS MAGNÉTICAS MEDIANTE EL USO

DE YUGOS ELECTROMAGNÉTICOS

PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓNCON PARTÍCULAS MAGNÉTICAS MEDIANTE EL

USO DE YUGOS ELECTROMAGNÉTICOS

ÍNDICE

1- OBJETIVO

2- ALCANCE

3- DOCUMENTOS DE REFERENCIA

4- DEFINICIONES

5- RESPONSABILIDADES

6- PROCEDIMIENTO

7- LIMITACIONES

8- SEGURIDAD

Elaborado por: Antonio Portillo Aprobado por: Carlos Serrano

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1- OBJETIVO

El propósito de este procedimiento es proveer instrucciones específicas a ser utilizadas en el momento de emplear el ensayo de partículas magnéticas mediante el método de yugos electromagnéticos en materiales ferromagnéticos.

Así mismo, este procedimiento define los requerimientos para Partículas Magnéticas Fluorescentes Húmedas, Visibles Húmedas y Secas en materiales ferromagnéticos, usando yugos electromagnéticos alimentados con corriente alterna AC y corriente continua DC.

El personal autorizado para realizar este ensayo, debe estar certificado Nivel I, II ó III por la ASNT– 2055.

2- ALCANCE

Este procedimiento deberá ser utilizado para la inspección por partículas magnéticas a equipos e instalaciones pertenecientes a esta empresa.

Aplica únicamente para ensayos con partículas magnéticas mediante la técnica de magnetización con yugo de corriente alterna (AC), a fin de detectar discontinuidades abiertas a la superficie de la pieza inspeccionada.

Este procedimiento no deberá ser usado en partes o equipos rotativos a alguna otra pieza donde el magnetismo residual pueda afectar el uso de la pieza o ensamblaje de partes.

3- DOCUMENTOS DE REFERENCIA

• Código ASME Sección V, Artículo 25, ASTM SE-709, "Standard Guide for Magnetic Particle Examination" Edición Año 2004.

• Código ASME Sección V, Artículo 7 "Magnetic Particle Examination" Edición Año 2004.

• Código ASME Sección V, Artículo 30, ASTM SE-1316 "Terminology for Nondestructive Examinations Standard", Edición 2001.

• Código ASME Sección VIII, Apendice 6 "Methods for Magnetic Particle Examination (MT)" Edición Año 2004.


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• Código ASME Sección II Parte A Ferrous Material Specification, ASTM SA-275 "Test Method for Magnetic Particle Examination of Steel Forgings", Edición Año 2004.

• Especificación ASTM E 1444 - 01 "Standard Practice for Magnetic Particle Examination"

• Especificación ASTM E 2297 - 04 "Use of UV-A and Visible Light Sources and Meters used in the Liquid Penetrant and Magnetic Particle Methods"

• Especificación ASTM A 966 - 96 (Reapproved 2001) "Standard Test Method for Magnetic Particle Examination of Steel Forgings Using Alternating Current".

• Especificación ASTM A 903 - 99 (Reapproved 2003) "Standard Specification for Steel Castings, Surface Acceptance Standards, Magnetic Particle and Liquid Penetrant Inspection"• Especificación ASTM A 456 - 99 (Reapproved 2003) "Standard Specification for Magnetic Particle Examination of Large Crankshaft Forgings".

• Especificación ASTM E 125 - 63 (Reapproved 2003) "Standard Reference Photographs for Magnetic Particle Indications on Ferrous Castings".

• Especificación British Standards Institution BSI BS 6072 "Method for Magnetic Particle Flaw Detection" Edición 1981 addenda confirmed Oct. 1986.

Especificación British Standards Institution BSI BS EN 1290 "Non-Destructive Testing of Welds -- Magnetic Particle Testing of Welds", Edición 1998 amendmentA2: 2003.

4- DEFINICIONES

1. Partículas Magnéticas Visibles Secas (DVMT): Es un método de Ensayo No Destructivo basado en la fuga de campo magnético y partículas visibles ferromagnéticas, utilizado para detectar e identificar discontinuidades superficiales.

2. Yugo de Corriente Alterna y Corriente Directa: Son dispositivos que usan corriente eléctrica alterna o continua para inducir un campo magnético en el área a ser examinada.

3. Inspector o Técnico Nivel I, II ó III: Es un profesional de comprobada experiencia y que ha recibido entrenamiento y certificación de acuerdo a la ASNT–2055 en la técnica de Partículas Magnéticas, aprobado por PDVSA para ejecutar y/o certificar el ensayo.


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4. Indicación: Una imperfección o discontinuidad que puede ser detectable por un ensayo no destructivo y puede ser rechazable ó no.

5. Discontinuidad: Una falta de continuidad o adhesión; una interrupción intencional o no, en la estructura física o configuración de un material o componente.

6. Defecto: Una o más indicaciones las cuales su tamaño agregado, forma, orientación, localización ó propiedades no cumplen los criterios de aceptación especificados y son rechazables.

7. Campo Magnético: Es el volumen dentro y/o alrededor del cual una fuerza magnética es ejercida, bien sea por una pieza magnetizada ó por un conductor transportando corriente.

8. Ferromagnéticos: Es un término aplicado a materiales que pueden ser magnetizados o fuertemente atraídos por un campo magnético.

5- RESPONSABILIDADES

Responsable Principal:

El Supervisor de Ensayos No–Destructivos, es el ente responsable por la aprobación y/o auditoría de las especificaciones del ensayo mediante Partículas Magnéticas.

Implementación

Aplicación: Este procedimiento debe ser usado siempre y cuando un ensayo por la técnica de Partículas Magnéticas sea requerido.

Ejecución: El ensayo debe ser ejecutado por Inspectores o Técnicos Nivel I, II ó III Certificados por la ASNT–SNT–TC–1A y aprobados por PDVSA.

Auditoría: El Supervisor de Ensayos No–Destructivos o un Inspector Nivel III, designado por PDVSA, son los responsables directos para auditar el procedimiento.

6- PROCEDIMIENTO

Equipo

Equipo de Magnetización: El aparato de magnetización usado para inducir un campo magnético de intensidad apropiada, debe ser un yugo electromagnético


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de corriente alterna o de corriente continua.

Indicador de Campo Magnético: El equipo indicador de campo magnético (Pie Gauge) puede ser usado para verificar que un adecuado campo es logrado por lo menos en dos direcciones perpendiculares cercanas.

Medio para la Inspección: El medio usado debe estar aprobado y se aplicará de acuerdo al siguiente procedimiento:

Polvos secos: El polvo seco usado debe tener suficiente contraste con el objeto bajo ensayo que permita su evaluación. Solamente los siguientes medios de partículas magnéticas secas pueden ser usados:

a. Magnaflux No 8A o similar (Polvo rojo) b. Magnaflux No 1 o similar (Polvo gris)

c. Magnaflux No 3 o similar (Polvo negro) d. Hoeganaes Ancolor o similar (Polvo Amarillo).

Nota: En caso que surgiera otro tipo adicional de polvos secos para ser usados, éste debe ser aprobado antes de su uso por el Inspector Nivel III autorizado.

Calibración

1. Cada pieza del equipo de magnetización debe ser calibrada por lo menos una vez al año, o después de una reparación por desperfectos eléctricos, mantenimiento o daño.

2. Los yugos electromagnéticos alimentados con corriente alterna o continua, deben ser calibrados sometiéndolos a una prueba de levantamiento de peso de por lo menos 10 lbs., en el máximo espaciamiento entre polos a la cual va a ser usado y en caso de corriente continua el peso debe ser de 40 libras (18 kg).

3. Cada testigo (pesa) debe ser pesado en una balanza calibrada y debe remarcarse en la pieza, el respectivo peso nominal antes de su uso. Este peso no requiere ser verificado otra vez, a menos que sufra daños físicos que puedan ocasionar potencial pérdida de material.

Preparación de la Superficie

1. Antes del ensayo de partículas magnéticas, la superficie a ser examinada y todas


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las áreas adyacentes hasta una pulgada (1”) alrededor, debe estar seca y libre de cualquier suciedad, grasa, óxido, escoria, aceite o cualquier otra materia extraña que pueda obstaculizar las aberturas a la superficie que pueda interferir con los resultados del ensayo.

2. Las condiciones superficiales de una pieza o parte, tal como viene de fábrica, que no presenten irregularidades que enmascaren indicaciones o discontinuidades inaceptables, pueden ser suficiente; sin embargo, una preparación superficial por ataque químico o esmerilado puede ser necesaria, en algunos casos, para obtener resultados óptimos.

3. Todas las superficies pueden ser preparadas antes del ensayo por partículas magnéticas por uno o más de los siguientes métodos:

a. Detergentes. b. Solventes. c. Decapado. d. Removedor de pinturas. e. Chorro de arena. f. Limpieza mecánica (Esmerilado, cepillo alambre, chorro de agua, etc.).

Iluminación

Método Visible: La intensidad de la luz utilizada para este ensayo, debe asegurar una luz blanca apropiada sobre la superficie de la pieza que está siendo examinada, la cual debe ser determinada y aprobada por el inspector certificado.

Ensayo

1) Área de ensayo: El área de ensayo debe incluir la zona del punto a ser examinado y extenderse una pulgada (1”) adicional alrededor. Para una soldadura, el área de ensayo debe incluir el cordón de soldadura, la zona afectada por el calor (ZAC) y hasta una pulgada (1”) a cada lado de la soldadura.

2) Tiempo del ensayo: El ensayo de partículas magnéticas final se realizará cuando la pieza que se está inspeccionando, esté en la condición final para operación, es decir después del tratamiento térmico, maquinado o preparada para el acabado final.

3) Temperatura durante el ensayo: Un ensayo de partículas magnéticas no debe realizarse sobre una superficie que exceda los 65°C (135° F).


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4) Método de ensayo: El ensayo debe desarrollarse usando el método continuo; esto significa que la corriente de magnetización debe permanecer mientras las partículas son aplicadas a la superficie de la pieza y mientras el exceso de partículas esté siendo removido.

5) Dirección de Magnetización: Al menos dos inspecciones separadas deben realizarse en cada pieza o área de ensayo. La segunda inspección debe ser con las líneas de flujo magnético perpendiculares a la realizada en la primera inspección en la misma área.

6) Técnicas de Magnetización:

a. Método continuo

b. Residual

Interpretación

La interpretación consiste en localizar e identificar todas las indicaciones relevantes que se detecten sobre la superficie de la pieza y evaluarlas de acuerdo a la norma aplicable o a criterios de aceptación o rechazo considerados. Las definiciones siguientes deben aplicarse a la interpretación y evaluación.

a. Indicaciones relevantes: Son todas aquellas causadas por discontinuidades. Si una indicación no puede ser identificada como relevante, ésta debe ser asumida como relevante.

b. Indicaciones No–relevantes: Son todas aquellas ocasionadas por la geometría intrínseca del material.

c. Indicaciones lineales: Son todas aquellas en las cuales la longitud es mayor a tres veces su ancho.

d. Indicaciones redondeadas: Son las circulares o elípticas donde su largo es menor a 3 veces su ancho.

Criterio de Aceptación

El criterio de aceptación o rechazo de las indicaciones detectadas se realizará de acuerdo al código o norma especificada en la orden de trabajo y/o servicio del componente a ser evaluado. Se debe tener en cuenta que las irregularidades superficiales debidas a maquinado u otras causas, pueden dar origen a indicaciones falsas.

Las siguientes indicaciones relevantes se consideran inaceptables:


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a. Cualquier grieta o indicación lineal. b. Indicaciones redondeadas con dimensiones mayores a 3/16”. c. Cuatro o más indicaciones redondeadas en una línea separadas por 1/16” o

menos, de borde a borde. d. Diez o más indicaciones redondeadas en 6” pulgadas cuadradas de superficie.

Nota: Cualquier indicación no–relevante debe ser rechequeada para verificar la presencia de un defecto presente. El acondicionamiento superficial debe preceder al rechequeo.

Marcaje

La ubicación de indicaciones inaceptables deben ser marcadas sobre la superficie de ensayo usando dispositivos del tipo marcadores permanentes.

Reporte

Se deberá elaborar un informe de inspección en donde se indiquen los resultados del ensayo. Los tipos de indicaciones a reportar y su evaluación deberá realizarse de acuerdo a la exigencia del código, norma o especificación aplicable.

1. En general la siguiente información debe incluirse en el informe de inspección:

Procedimiento. Equipo utilizado. Personal que realizó la inspección y nivel de certificación. Fecha de la última recertificación. Fecha de la inspección. Identificación del registro de calibración del equipo. Identificación y localización del producto o sectores del producto

inspeccionado. Superficie o superficies a partir de la cual se realizó la inspección. Registro de indicaciones y su localización. Condiciones superficiales de la pieza. Equipos especiales.

2. Elaboración de un Registro de Indicaciones

Cuando se requieran registros permanentes de la localización, dirección y frecuencia de las indicaciones, se podrá realizar por una de las siguientes técnicas: (Ver ASTM E– 709 para otros detalles).


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a. Se utiliza cinta de celofán transparente sensible a la presión para llevar un registro semi–permanente de las indicaciones con partículas magnéticas. Cuando el área a ser examinada está magnetizada y se aplican las partículas, la cinta se presiona sobre el área y las partículas se fijan al adhesivo frotando la cinta con la uña. Si se coloca luego la cinta sobre un trozo de papel blanco normal, se pueden leer fácilmente las indicaciones y se conservan para el informe. Cuando se utilizan suspensiones de partículas magnéticas húmedas, la técnica varía para eliminar la humedad. Mientras se mantiene la corriente de magnetización, se aplica la suspensión con un gotero oftálmico y se lava el fluido portador con acetona (aplicada con una botella de plástico comprimible). Cuando el área se seca, las partículas se recogen con la cinta. En el caso de fallas extremadamente finas, como en las piezas forjadas, las suspensiones ferromagnéticas comerciales son demasiado concentradas. Para utilizarlas es necesario dejar transcurrir un período de 2 a 5 minutos de sedimentación después de agitar.

b. Otra técnica, la cual utiliza laca, se describe en ASTM E–275.c. Se debe incluir en el informe un dibujo de las áreas de la pieza donde están

ubicadas las indicaciones.d. Fotografiar las indicaciones.e. Registro de localización, longitud y número de indicaciones.

Limpieza Después del Ensayo

– La limpieza posterior a la inspección por partículas magnéticas es necesaria cuando estos materiales interfieren con los procesos subsiguientes o con las condiciones de servicio. El inspector deberá verificar si en la orden de compra se especifica limpieza posterior y verificar su cumplimiento.

– La Norma ASTM E–709 indica diferentes técnicas para la limpieza posterior.

Desmagnetización

Después del examen por partículas magnéticas, se deben desmagnétizar las piezas cuando el magnetismo residual interfiere de alguna manera en la operación normal del equipo o pieza evaluada.

1 Procedimiento de Desmagnetización

Todos los materiales ferromagnéticos pueden retener magnetismo residual, la fuerza de este magnetismo va a depender de la retintividad de la pieza o parte que se esté examinando. La desmagnetización es requerida solamente si es solicitada en la especificación o en la orden de


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compra.

Los campos magnéticos residuales pueden interferir en los procesos de soldadura, maquinado, instrumentación, etc.

2 Métodos de Desmagnetización

La desmagnetización, en general, es lograda aplicando un campo magnético similar o mayor sobre la pieza, pero en sentido inverso, esta actividad se realiza varias veces hasta que el campo residual marque cero.

a. La más rápida y simple técnica usada con mayor frecuencia, es la aplicada mediante el paso de la pieza por una bobina de alta intensidad de corriente alterna y retirarla lentamente del campo magnético. Bobinas de 5000 o 10000 vueltas son las mas recomendadas. La frecuencia utilizada es de 50 a 60 Hertz.

b. Otra técnica alternativa para desmagnétizar, es sometiendo la pieza a un campo magnético y reduciendo gradualmente el campo hasta lograr el nivel de magnetización deseado.

c. La utilización de yugos electromagnéticos de corriente alterna pueden ser usados para desmagnetización local, colocándolos sobre la superficie y moviéndolos alrededor del área y retirándolos lentamente mientras se mantiene energizada.

d. La utilización de corriente directa en reverso sobre la pieza, en pasos consecutivos, y reduciendo la corriente directa hasta el nivel deseado. Este es un proceso bien efectivo y económico, sobre todo para piezas grandes.

LIMITACIONES

Es necesario tener presente las limitaciones del método de partículas magnéticas para realizar un examen efectivo. Dichas limitaciones son:

- El método es aplicable sólo a materiales.- No es aplicable a aceros austeníticos- No se pueden detectar defectos por debajo de 7 mm de la superficie.- El campo magnético debe estar adecuadamente orientado con respecto a


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la falla: en esencial que esté entre 45° y 90°.- La configuración y la rugosidad de la superficie disminuye la sensibilidad. - Las discontinuidades superficiales (porosidad, inclusión de escoria, grietas

por contracción, etc.) generalmente producen patrones de partículas que no están claramente definidos.

- La sensibilidad disminuye al reducir el tamaño de la discontinuidad, y también con el aumento de la profundidad debajo de la superficie.

- La concentración insuficiente del campo magnético no producirá indicaciones, o éstas serán leves. La fuente de flujo magnético tiene un efecto sobre esto.

- Cuando las condiciones hacen que el campo magnético cambie de dirección repentinamente, se producen indicaciones no importantes.

- La superficie debe estar completamente seca, cuando se aplican partículas magnéticas secas.

- Para piezas grandes, se debe magnetizar por secciones para facilitar la ejecución del ensayo.

SEGURIDAD

El uso de métodos de examen con partículas magnéticas no requiere precauciones de seguridad especiales que no sean las normalmente requeridas cuando se trabaja con aparatos de bajo voltaje eléctrico. Se deben usar lentes de seguridad. Los relojes de pulsera, indicadores de campo y equipos similares se pueden ver adversamente afectados al estar expuestos a campos magnéticos fuertes.

El inspector debe observar y practicar las reglas básicas de seguridad y usar los equipos apropiados de seguridad personal, como cascos, lentes de seguridad con protectores laterales, protección auditiva, protección en las extremidades y equipos especiales como protección respiratoria mientras se está en el área de trabajo.

Peligros

1. Se necesita protección ocular mientras se está trabajando en la inspección por partículas magnéticas (PM).

2. Debido a la naturaleza del trabajo con PM, existe el peligro de choque eléctrico, quemaduras de arco debidas a las altas corrientes en las sondas y daño a los ojos u oídos por partículas voladoras. El inspector debe examinar el equipo para asegurarse de que no hay conexiones flojas o al aire. A veces el trabajo comprende la limpieza con solventes y con la posibilidad de sondas que formen arco, por lo cual existe peligro de fuego.


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3. El trabajo relacionado con PM puede requerir el movimiento de las piezas que se están examinando; por lo tanto el inspector debe mantenerse alejado durante las operaciones de levantamiento o movimiento de la pieza a examinar, hasta que esté segura.

4. Aunque el inspector puede solicitar modificaciones del procedimiento de prueba, tales como ubicación de las sondas o aplicación apropiada de polvo, no debe hacer el trabajo físico de PM. Su interés es el examen visual de los resultados.

5. Se debe tener cuidado especial cuando se hace este trabajo a grandes alturas por el peligro de caídas o deslizamientos.

6. Se debe tener control sobre la rotación de equipos que se están examinando para impedir una operación no adecuada.


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