1001a-Resumen de End-equipo Púrpura

7/24/2019 1001a-Resumen de End-equipo Prpura

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ING. EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

MATERIA:

Ensayos no Destructivos

Resumen de ensayos no destructivos

EQUIPO:

Guzmn Romero Juan Tadeo

Lpez Prez Miguel ngel

Palomino Martnez Mara de Lourdes

Prieto Espinoza Nak Lapanit

GRUPO: 1001A

DOCENTE:M.I.I Csar Argelles Lpez

Gutirrez Zamora Ver., a 08 de Noviembre de 2015


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ndice

ndice.............................................................................................................................. 2

Introduccin................................................................................................................... 3

Desarrollo....................................................................................................................... 4

1.1 Emisin Acstica................................................................................................. 4

1.1.1 Concepto ............................................................................................................. 4

1.1.2 Caractersticas .................................................................................................... 4

1.1.3 Principio Terico ................................................................................................. 5

1.1.4 Ventajas .............................................................................................................. 5

1.1.5 Desventajas ........................................................................................................ 6

1.1.6 Instrumentos Utilizados ....................................................................................... 6

1.1.7 Mtodo De Aplicacin ......................................................................................... 7

1.2 Ultrasonido........................................................................................................... 8

1.2.1 Concepto ............................................................................................................. 8

1.2.2 Caractersticas ................................................................................................ 8

1.2.3 Principio Terico ............................................................................................. 9

1.2.4

Ventajas .......................................................................................................... 9

1.2.5 Desventajas .................................................................................................... 9

1.2.6 Instrumentos Utilizados ................................................................................. 10

1.2.7 Mtodo de Aplicacin (Diagrama De Bloques) .............................................. 12

1.3 Radiografa X (RX).............................................................................................. 13

1.3.1 Concepto ........................................................................................................... 13

1.3.2 Caractersticas .................................................................................................. 13

1.3.3 Principio Terico ............................................................................................... 13

1.3.4 Ventajas ............................................................................................................ 14

1.3.5 Desventajas ...................................................................................................... 15

1.3.6 Instrumentos Utilizados ..................................................................................... 15

1.3.7 Mtodo de Aplicacin (Diagrama De Bloques) ................................................. 17

Conclusiones............................................................................................................... 18

Referencias.................................................................................................................. 20


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Introduccin

Con el uso de los ensayos no destructivos podemos detectar discontinuidades internas o

superficiales, propiedades selectas en materiales, soldaduras, partes y componentes;

usando tcnicas que no alteran el estado fsico o constitucin qumica, daen o destruyan

los mismos.

El presente resumen muestra tres de estas tcnicas usadas en los ensayos no

destructivos, dichas tcnicas son: Emisin acstica, ultrasonido y radiografa, las cuales

son muy empleadas en el sector industrial. Cabe destacar que estas pruebas utilizan en

su aplicacin equipo especializado como: sensores, pantallas, transductores,

penetrmetros entre otros, lo cual ayuda que la informacin proporcionada sea ms

precisa.

Un punto importante que se debe tomar en cuenta para la realizacin de estos mtodos

es que el personal a cargo debe contar con la experiencia y capacitacin necesaria, as

mismo como la aplicacin de las normas correspondientes que rigen dichos ensayos no

destructivos.


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Desarrollo

1.1 Emisin Acstica

1.1.1 Concepto

La Emisin Acstica es la clase de fenmeno que genera ondas elsticas transitorias por

la liberacin rpida de energa a partir de fuentes localizadas, o las ondas transitorias

generadas de este modo. Las fuentes clsicas de EA son los procesos de deformacin

relacionados con defectos tales como la generacin y propagacin de fisuras,

deformaciones del material, desprendimientos del agregado de la matriz, contracciones

o dilataciones por fraguado o variaciones de temperatura, etctera. El origen de la EA es

el campo de tensiones creado dentro de material. De manera que, de no existir

variaciones en el campo de tensiones no se produce la EA (s, 2002).

1.1.2 Caractersticas

Las ondas elsticas se mueven a travs del slido hacia la superficie, donde son

detectadas por sensores.

Utiliza transductores que convierten las ondas mecnicas en ondas elctricas, de

este modo se obtiene la informacin acerca de la existencia y ubicacin de

posibles fuentes.

La EA a diferencia de otras tcnicas, presenta la informacin sobre la existencia

de un posible defecto es recogida en tiempo real.

La EA detecta movimientos.

Es muy utilizado para evaluar la integridad de recipientes atmosfricos y sometidos

a presin.

Esta tcnica busca fundamentalmente generar ahorros considerables en el

mantenimiento correctivo y predictivo de sus instalaciones, acortando los tiempos

de intervencin en los equipos en forma segura.


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1.1.3 Principio Terico

En un material la deformacin lleva a la liberacin de la energa elstica absorbida dentro

del mismo. Las ondas mecnicas estn producidas irradiando de una fuente de defectoy son descubiertas por los sensores que estn localizados en la superficie de un material.

La amplitud (la energa) del impulso de tensin generado en una fuente de defecto puede

variar segn la naturaleza del defecto y de dinmica del proceso. En superficies planas,

la onda se distribuye como crculos concntricos alrededor de fuente y puede ser

descubierta por uno o varios sensores. Durante la propagacin, la onda es atenuada. La

distancia mxima, donde un evento EA todava puede ser descubierto depende de varios

parmetros, como las propiedades de materiales, la geometra de objeto de prueba, su

contenido y ambiente, etc. En superficies metlicas planas o cilndricas, los eventos

pueden ser captados a una distancia de varios metros, que es una de las grandes

ventajas de esta tcnica. Las pruebas de EA pueden captar unas reas de fuentes que

no son accesibles por otros mtodos (Otegui, 2008).

1.1.4 Ventajas

Los defectos hacen su propia seal (responden a carga, por eso permiten undescubrimiento rpido y temprano de defectos).

La EA detecta los movimientos (otros mtodos no destructivos detectan las

discontinuidades geomtricas).

Deteccin de crecimiento/movimiento de los defectos (sensibilidad alta).

Monitorizacin global.

Tiempo real de monitorizacin.

Deteccin de disposicin de posibles defectos.

No es necesario limpiar la superficie.


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1.1.5 Desventajas

- Ruido exterior.

- Interpretacin de los resultados.

1.1.6 Instrumentos Utilizados

En este proceso se utilizan instrumentos tales como:

Sensores

Los sensores son utilizados para detectar las ondas mecnicas, que se generan en la

estructura y las convierte en seales elctricas.

Couplants

El agente de enganche es importante para la calidad, y debe asegurar un contacto

acstico bueno entre sensor y superficie de prueba. Es necesario elegir en agente de

enganche que no corroa la superficie del objeto de prueba. En general, se usan grasa de

silicona (grasa de vaco alta), petrleo, o pegamento.

Filtros de frecuencia

El filtro de frecuencia es usado para eliminar variedades de frecuencia no deseadas

(fuentes del ruido).

Amplificadores

El amplificador puede estar en un dispositivo separado o estar integrado en el sensor,

sus caractersticas ms importantes son:

- Bajo el ruido de entrada para distinguir seales de ruido electrnico.

- Variedad dinmica grande para tratar amplitudes altas.

- Variedad grande de temperatura de operaciones para aplicacin.

- Filtro de frecuencia opcional.


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1.1.7 Mtodo De Aplicacin

Procedimiento para la

prueba de Emisin

Acstica

Obtener datos de la

estructura a ins eccionar

Determinar tipo y nmero

de sensores

Instalacin de sensores

sobre la superficie de la

estructura a inspeccionar

Adquisicin de datos

Anlisis e interpretacin de

datos.

Evaluacin de Datos.

Recomendaciones


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1.2 Ultrasonido

1.2.1 Concepto

La inspeccin por ultrasonido se define como un procedimiento de inspeccin no

destructivo de tipo mecnico, y su funcionamiento se basa en la impedancia acstica, la

cual se manifiesta como el producto de la velocidad mxima de propagacin del sonido

entre la densidad del material.

El examen por ultrasonido utiliza la transmisin de ondas de sonido de alta frecuencia

dentro de un material para detectar discontinuidades o cambios dentro de este, ya que

las ondas ultrasnicas se propagan dentro de un medio elstico como es el slido, un

lquido o un gas, pero no en el vaco (Leon, 2006)


Utiliza instrumentos que transmiten ondas con ciertos intervalos de frecuencia, se

aplican para detectar defectos como poros, fisuras, tambin para conocer las

propiedades bsicas de los lquidos y slidos como la composicin y estructura.

Utiliza tres tipos de palpadores: de contacto, haz recto y angular.

Emplea un acoplante para permitir el paso de las ondas del transductor a la piezabajo examinacin, ya que las frecuencias que se utilizan para materiales metlicos

no se transmiten en el aire.

Se tiene mayor exactitud al determinar la posicin de las discontinuidades internas;

estimando sus dimensiones, orientacin y naturaleza.

La mayora de las inspecciones ultrasnicas son realizadas en frecuencias entre

0.1 y 25 MHz.


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Las ondas sonoras son vibraciones mecnicas que viajan a travs de un medio que

puede ser un slido, un lquido o, un gas, la propagacin de las ondas a travs del medio

dado, es a una velocidad especfica, direccin predecible y, cuando las ondas encuentran

un lmite con un medio distinto y con diferente impedancia mecnica, las ondas se

reflejarn o se transmitirn segn reglas conocidas. Este es el principio fsico utilizado

para la deteccin de fallas en los materiales. La impedancia del medio conductor de

ondas ultrasnicas se define mediante la siguiente expresin (Gonzalez, 2003):

Z = rv

1.2.4 Ventajas

La prueba se efecta ms rpidamente obteniendo resultados inmediatos.

Alta sensibilidad para detectar discontinuidades pequeas.

Alta capacidad de penetracin, lo que permite localizar discontinuidades a gran

profundidad del material.

Buena resolucin que permite diferenciar dos discontinuidades prximas entre s.

Solo requiere acceso por un lado del objeto a inspeccionar.

No requiere de condiciones especiales de seguridad.

1.2.5 Desventajas

Requiere de personal con una buena preparacin tcnica y gran experiencia.

Dificultad para inspeccionar piezas con geometra compleja, espesores muy

delgados o de configuracin irregular.

Dificultad para detectar o evaluar discontinuidades cercanas a la superficie sobre

la que se introduce el ultrasonido.

Requiere de patrones de calibracin y referencia.

Es afectado por la estructura del material (tamao de grano, tipo de material).

Alto costo del equipo.

Se requiere de agente acoplante.


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Equipo electrnico de ultrasonidos.

Sistemas de representacin (pantallas tipo A, B, C).

Transductores.

Es el medio por el cual la energa elctrica se convierte en energa mecnica (ondas

sonoras) o viceversa. Opera debido al efecto piezoelctrico, el cual consiste en que

ciertos cristales cuando se tensionan, se polarizan elctricamente y generan voltaje

elctrico entre las superficies opuestas. Esto es reversible en el sentido de que al aplicar

un voltaje a travs las caras de un cristal, se produce una deformacin del mismo. Este

efecto microscpico se origina por las propiedades de simetra de algunos cristales.

Palpadores.

Existen tres tipos de palpadores para la aplicacin del ultrasonido industrial:

Palpador de contacto: se coloca directamente en la superficie de prueba aplicando

presin y un medio de acoplamiento. Se fabrica para inspecciones de haz recto. Para

proteger el transductor de la abrasin, se cubre con un material duro como el xido de

aluminio.

Palpadores de haz recto:emite ondas longitudinales con frecuencias de 0.5 a 10 MHz.Se emplea generalmente para la inspeccin de piezas en las que se puede colocar

directamente la unidad de prueba sobre el rea de inters las discontinuidades son

paralelas a la superficie de contacto. Tambin es til en la deteccin de discontinuidades

y en la medicin 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

plstico, al cual presenta determinado ngulo de refraccin. Se emplea n los equipos de

pulso eco y su aplicacin es casi exclusiva en la deteccin de discontinuidades orientadas

perpendicularmente a la superficie de prueba.


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Acoplante.

Liquido ms o menos viscoso que se utiliza para permitir el paso de las ondas del

transductor a la pieza bajo examinacin, ya que las frecuencias que se utilizan paramateriales metlicos no se transmiten en el aire.

Existen distintos tipos de acoplantes:

Agua

Aceite

Grasa

Glicerina

Vaselina

Bloques de calibracin.

Los bloques patrones son usados para estandarizar la calibracin del equipo y evaluar

en forma comparativa las indicaciones obtenidas de la pieza de ensayo. Los patrones de

referencia estn hechos de materiales debidamente seleccionados para garantizar su

sanidad interna y que satisfagan los requisitos de atenuacin, tamao de grano y

tratamiento trmico. El bloque ms utilizado en la prueba de ultrasonido es el bloque

escalonado (Figura 1): l cual sirve para efectuar calibraciones cuando se requiere un

alto grado de exactitud en la determinacin de espesores de pared, para la verificacin

del desgaste que se ha tenido, por ejemplo, una tubera en servicio. El nmero de

escalones as como el intervalo de sus incrementos respectivos estar en funcin del

lmite de calibracin deseado.

Figura 1. Bloque de c al ibracin


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Mtodo para la prueba deUltrasonido

Encendido del aparato

Determinar la velocidad

acstica acorde al material a

Calibrar el equipo de

ultrasonido utilizando un

bloque de referencia

Seleccionar el palpador y el

cable coaxial

Colocar el medio acoplante

entre la superficie de la

pieza a inspeccionar y el

Desplazar el palpador sobre

la pieza para la deteccin de

discontinuidades.

Observar las indicaciones

en el equipo de ultrasonido

Interpretar y evaluar las

discontinuidades.

1.2.7 Mtodo de Aplicacin (Diagrama De Bloques)


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1.3 Radiografa X (RX)

1.3.1 Concepto

La radiografa industrial es un ensayo no destructivo que consiste en atravesar unaradiacin electromagntica ionizante (rayos o rayos X), a travs de la pieza a

inspeccionar. Esta radiacin es ms o menos absorbida por las Discontinuidades internas

dela pieza, llegando a la otra cara de la misma, con una intensidad de radiacin distinta,

e impresiona una pelcula radiogrfica, la cual, una vez revelada, muestra variaciones de

densidades, siendo ms oscura en la zona de menor espesor y ms clara en la zona de

mayor espesor (Nuez, 2013).


Dentro del campo de la industria existen dos tcnicas comnmente empleadas

para la inspeccin radiogrfica:

- Radiografa con rayos X.

- Radiografa con rayos gamma.

Los rayos X son generados por dispositivos electrnicos y los rayos gamma por

fuentes radioactivas naturales o por istopos radioactivos artificiales producidos

para fines especficos de Radiografa Industrial.

Para determinar la sensibilidad y calidad de una radiografa, se emplean

penetrmetros, cuyo espesor corresponde aproximadamente 2% del espesor de

la parte a inspeccionar, los cuales se colocan del lado de la fuente.


El principio fsico en el que se basa la radiografa es la interaccin entre la materia y la

radiacin electromagntica, siendo esta ltima de una longitud de onda muy corta y de

alta energa.

Durante la exposicin radiogrfica, la energa de los rayos X o gamma es absorbida o

atenuada al atravesar un material. Esta atenuacin es funcin de la densidad, espesor y

configuracin del material inspeccionado.


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La radiacin ionizante que atraviesa el objeto puede registrarse por medio de la impresin

de una placa o de un papel fotosensible, el cual debe ser procesado para obtener la

imagen del rea inspeccionada.

La intensidad de la radiacin vara en forma exponencial al espesor homogneo del

material a travs del que pasa. Este comportamiento es expresado como (Cil, 2005):

Dnde:

I = Intensidad de la radiacin emergente.

Io = Intensidad incidente.

x = Espesor del material absorbente (cm).

p = Coeficiente de atenuacin lineal (1/cm).

1.3.4 Ventajas

Puede ser usado en muchos materiales.

Provee una imagen visual permanente. Revela la naturaleza interna del material.

Descubre errores de fabricacin.

Revela discontinuidades estructurales.

Alto poder de penetracin.

Evita las reinspecciones.

No afectado por recubrimientos.

Identifica discontinuidades. Minimiza la subjetividad del inspector.


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1.3.5 Desventajas

Los defectos cuya orientacin no es favorable a la direccin de radiacin no son

detectados. Aquellos defectos que se encuentren en un plano que est en la lnea

del haz radiogrfico no sern detectados.

Piezas con geometra complejas dificultan, y hasta imposibilitan, la correcta

aplicacin de la tcnica.

No hay posibilidad de conocer la profundidad de un defecto a no ser que se emplee

el procedimiento estereomtrico, aunque algunos expertos ya sean por diferencia

de densidad y/o comparacin con patrones la calculan en forma aproximada.

Los espesores de pared de la seccin a inspeccionar podran limitar su empleo. El uso de radiografa industrial tiene un aspecto no asociado con otros mtodos

de ensayos no destructivos como lo es el peligro de radiacin excesiva.

Los materiales para el revelado de la placa radiogrfica gradualmente pierden sus

propiedades o pueden ser manejados inadecuadamente, obtenindose como

resultado placas radiogrficas de baja calidad.


Fuente de radiacin (rayos X o rayos gamma).

Existen dos tipos de fuentes de radiacin:

Fuente de electrones (Rayos X) se ubica en una estructura llamada Ctodo. Un espiral

de alambre (el filamento) est contenido en el ctodo y funciona como un emisor de

electrones. Cuando se aplica un amperaje (en la prctica un mili amperaje) a travs del

circuito de calentamiento del filamento, el flujo de corriente resultante lo calienta hasta la

temperatura de emisin de electrones que permanecen juntos hasta que sean atrados

por el nodo para producir rayos X.

Fuente de isotopos (Rayos Gamma)


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Controles de la fuente.

Pelcula radiogrfica.

Es una pelcula fotogrfica especialmente adaptada para recoger tanto el efecto directo

de los rayos X sobre la emulsin (Efecto Fotoqumico) como la impresin directa de la luz

emitida por hojas de refuerzo. Tiene doble emulsin sensible, revistiendo ambas caras

del soporte central.

Pantallas intensificadoras.

Convierten la energa del haz de rayos x en la luz visible que, a su vez, interacciona con

la pelcula radiogrfica para formar la imagen latente. El empleo de pantallas se traduce

en una reduccin considerable de la dosis de radiacin recibida por el paciente y en una

mejora notable del contraste.

Indicadores de calidad de la imagen.

Son placas metlicas de composicin idntica a la del material sometido a ensayo,

poseen formas, dimensiones, y otras caractersticas reglamentadas por las distintas

normas y tcnicas vigentes.

Accesorios.


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1.3.7 Mtodo de Aplicacin (Diagrama De Bloques)

Mtodo para la prueba deRadiografa

Determinar el tipo y

espesor del material a

Determinar el tipo de fuente

a de radiacin a utilizar

Rayos X

Establecer la distancia

Fuente-Objeto

Seleccionar la densidadRadiogrfica

Seleccionar la disposicin

del conjunto-objeto-pelcula

Proceso de revelado

Evaluacin y registro de los

resultados

Rayos

Gamma


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Conclusiones

Las diferentes tcnicas que son emisiones acsticas, ultrasonido y radiografa son

aplicaciones diferentes de ensayos no destructivos con caractersticas y aplicaciones

propias por ejemplo las emisiones acsticas usadas para tanques de gas y liquido nos

dan la ventaja de poder inspeccionar sin necesidad de vaciar el contenedor, el ultra

sonido lo podemos aplicar a la inspeccin de motores o generadores de gran tamao, as

como las radiografas se puede aplicar en cualquier material aun que se requieren

medidas de seguridad para proteccin contra la radiacin.

Guzmn Romero Juan Tadeo

Con la aplicacin de los ensayos no destructivos en el sector industrial se obtienen

grandes beneficios, ya que nos permiten detectar las discontinuidades presentes en

distintas piezas de las maquinas, lo cual nos ayuda a predecir las posibles fallas que

puedan presentarse en estas, reduciendo la aplicacin y los costos generados por los

mantenimientos correctivos.

Lpez Prez Miguel ngel

Los ensayos no destructivos tienen distintas aplicaciones dentro de las industrias, ya que

estos cuentan con la gran ventaja de no daar la estructura de las piezas a inspeccionar,

por ende no representa ningn costo el remplazo de las mismas y el resultado de dichas

pruebas son primordiales para el funcionamiento de distintos equipos; ya que es posibles

detectar discontinuidades presentes en ellos, prediciendo fallas y asegurando que dichas

piezas o partes no sufran cambios en su estructura.

Palomino Martinez Mara de Lourdes


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Estos tipos de ensayos nos provn de muchas ventajas segn sus aplicaciones en

diferentes equipos o maquinas como emisiones acsticas que est enfocado a la

examinacin de contenedores tales como tanques de gas o lquidos, cilindros

domiciliarios calderas etc. El ultrasonido nos ayuda en ensayos como inspecciones

mecnicas, elctricas y estos dos aun que podra sonar similares tienen diferencias muy

marcadas como las emisiones acsticas que se basa en la captacin de las ondas

acsticas que producen a diferencia del ultra sonido y por ltimo y no menos importante

tenemos la radiografa como mtodo de ensayo no destructivo puesto que durante la

exposicin radiogrfica, la energa de los rayos X o gamma es absorbida o atenuada al

atravesar un material permitiendo obtener una imagen para inspeccionar la pieza.

Prieto Espinoza Naku Lapanit


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Referencias

Cil, J. C. (2005). Ciencia y Tecnologia de los Materiales.Madrid: Pearson.

Gonzalez, J. L. (2003). Metalurgia mecanica.Mxico: LIMUSA.

Leon, E. G. (2006). Ultrasonido Nivel II.Espaa: FC EDITORIAL.

Nuez, C. (2013). Comportamiento Mecanico de los Materiales Volumen II.Barcelona:

Universitat de Barcelona.

Otegui, J. L. (2008). Caerias y recipientes de Presin.EUDEM.

s, k. (2002). Manufactura, ingenieria y tecnologia.Mxico: Pearson Educacin.

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