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Fundamentos de Ensayos No Destructivos -Tema 1 - Fundamentos Generales

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Fundamentos de Ensayos No Destructivos


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Temario

Tema 1: Fundamentos generales de los Ensayos No Destructivos

Tema 2: Ultrasonidos

Tema 3: Lquidos penetrantes

Tema 4: Partculas magnticasTema 5: Corrientes inducidas

Tema 6: Radiologa


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Fundamentos Generales de los Ensayos No Destructivos

TEMA 1


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Definicin

Experimento: consiste en la observacin de un fenmeno provocado.

Un Ensayo es un Experimento tecnolgico

Tipos de Ensayos:Funcionales

Destructivos

No destructivos


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Ensayos Funcionales

Repeticin indefinida de las condiciones operativas

Operacin con requisitos superiores a los de servicio

Fallo catastrfico para estudio de efectos

Ensayos Destructivos

Requiere la destruccin o el deterioro de la muestra

Empleados en control de calidad estadstico


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La muestra no sufre deterioro. Se estudian las propiedades significativas tecnolgicamente

Tcnicas y Fundamentos de END

Caractersticas

Ensayos No Destructivos

DensidadConductividad TrmicaAbsorbancia Electromagnticandice de RefraccinEstructura cristalina

Inspeccin del 100% de la produccinNivel de CALIDAD uniformeAsegura calidad funcional de sistemas y elementosPrevencin de accidentes laborales

Beneficios econmicos

Directos - Disminucin de costes de produccin, aumento de la produccinIndirectos - Ayuda a mejora de Diseo y control de Procesos


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Clasificacin de END segn Fundamentos

Ondas Electromagnticas

Ondas elsticas o acsticas

Emisin de partculas subatmicas

Otros: Capilaridad, absorcin, estanqueidad


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Planteamiento inicial de los END en la industria:

CONTROL DE CALIDAD PRODUCCINEnfrentado a

Actualmente: FABRICACIN INTEGRADA(Produccin asume CONTROL DE CALIDAD)

END en aumento debido a la automatizacin de la produccin

Los END en la industria


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Historia de los END

Primer END registrado: comprobacin de Arqumedes sobre la composicin de la corona del rey de Siracusa

Los fundamentos de los END eran todos conocidos en el siglo XIX:

Corrientes elctricas: Faraday (1831)Magnetismo: Faraday (1839)Electromagnetismo: Maxwell (1864)Corrientes inducidas: Hughes (1879)Rayos X: Rntgen (1895)Radiactividad: Becquerel (1896)


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Gran demanda

Mtodos empricos

No existen normativas

Deteccin de discontinuidades

Tcnicas no automticas

Diseos basados en Vida Segura

Etapa cuantitativa: 1970 actualidad

Etapa cualitativa: SGM 1970Contexto histrico:

Electrnica en sus inicios

No existe la informtica

Crisis energtica de los 70

Diseos basados en Anlisis de tolerancia al daoCambios debidos a:

Solucin:Conocer el estado individual de cada pieza

Evaluacin del efecto de una grieta


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Ejemplos de utilizacin de END:Examen de la Sabana Santa de Turn

Examen de obras de arte

Tuberas de plantas qumicas

Vasos de presin

Defectos en fuselajes y motores de aeronavesSistemas aerospaciales

No industriales

Industriales

Industria aeroespacial: introduce requisitos nuevos para los ensayos. Los materiales no admiten contaminacin alguna es imprescindible utilizar mtodos de ensayo sin contacto


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Sabana santa

Analizada por:Fotografa UV, visual e IR (imgenes)Microscopa visual y electrnicaRadiografaGammagrafaEspectroscopa de fluorescencia de Rayos X


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La inspeccin mediante END

Etapas

Eleccin del mtodo y la tcnica apropiadasObtencin de los resultados de medidaEvaluacin de los resultadosAplicacin de los Criterios de aceptacin o rechazo


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Eleccin del mtodo y la tcnica apropiada

Caractersticas de las muestras Limitaciones de los mtodosNaturaleza del materialEstado estructuralTamaoFormaConocimiento previo

HeterogeneidadesCaractersticas a determinarDimensin a medir

InterpretacinGeometraNaturaleza del materialCampo de observacinVelocidad de aplicacinSensibilidad

Aumento de sensibilidad aumento de costes


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Obtencin de resultados de medida

Los mtodos de END obtienen caractersticas del material por procedimientos indirectos, a partir de otra propiedad de la muestra.

Tcnica radiogrfica. Por medio de la imagen resultante de la iluminacin del objeto con una fuente de radiacin se obtiene la indicacin de una hetereogeneidad.

Con la utilizacin de ultrasonidos la indicacin directa se recibe en una pantalla de rayos catdicos.

Mtodos Visuales: por percepcin visual (aumentada en funcin del mtodo empleado) se obtiene la indicacin del defecto.


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Evaluacin de resultados

Correlacin de resultados obtenidos y las propiedades de la heterogeneidad

Es preciso realizar END precisos antes de automatizar un proceso industrial de produccin con END

La responsabilidad de la evaluacin corresponde al experto de END

Criterios de aceptacin o rechazo

El siguiente paso es decidir si la heterogeneidad detectada en la pieza o el conjunto afecta seriamente o no a su utilizacin.

Responsabilidad de:

DiseadoresResponsable de ensayos o pruebasExpertos en fiabilidadExpertos en ciencia de materiales que determinan el nivel de calidad


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Los END en el proceso de Produccin

Mtodo de examen adecuado a cada fase de produccin

Criterio de aceptacinDEFINEN

Defecto ms probable

Grietas en inclusiones o insertosRechupesCavidadesPorosidadesDefectos en soldadurasPlieguesDefectos de pegado

+Fase de la produccin

Materia primaElementos manufacturadosComponentes


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Primeros clientes de END: aquellos sectores donde la calidad prima sobre los costes:

Industria aeronutica y aeroespacialPlantas de energa nuclearIndustria qumica

Hoy en da se introduce en otros sectores:

Automvil: revisin de soldaduras y piezas con geometra irregular

Productos laminados

Cordones de soldadura y depsitos

Principal dificultad para la implantacin: factores econmicos


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Calidad: definicin desde el punto de vista industrial.

Conjunto ponderado de caractersticas funcioneles, cada una en su grado respectivo, que definen el comportamiento del producto en relacin con la finalidad para la que fue proyectado.


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Curva econmica de la calidad

La zona comprendida entre ambas curvas es la correspondiente a la zona de beneficios

Diseador: alta QFabricante: baja Q


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Balance econmico

-[disminucin costes produccin (1)] + [costes END (2) ]

(1):Ahorro de fabricacin con materias primas defectuosas

Aumento de la produccin

(2): Mano de obra

Materiales gastos generales (agua,electricidad, instalaciones, amortizacin de equipos,...)

(2): Depende de:Cantidad de piezasAutomatizacinSensibilidad y tolerancia% DefectosCualificacin del personal


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END aplicados a componentes o conjuntos en servicio

Defectos debidos a :UtilizacinTransporteAlmacenamiento

GrietasDelaminacionesDesgastesDespegadosDaos accidentales

Intervalos de ensayo: se determinan a partir del defecto mximo no detectado por los mtodos de END previos


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Fiabilidad de los END

Fiabilidad de una inspeccin: Medida cuantitativa de la eficiencia del proceso para detectar defectos de un determinado tipo y tamao. Tras una inspeccin permitir asegurar que existe una probabilidad determinada de que la pieza est libre de defectos de un determinado tipo y tamao.

Capacidad de inspeccin:Tamao mximo aceptable, establecido en el diseo

La forma, dimensiones y tipo de la pieza y del defecto fijan el mtodo de END idneo

Factor de seguridad: Es la diferencia entre el tamao crtico de fractura y el menor tamao de defecto que se puede detectar

Detectabilidad: Probabilidad de deteccin, es la probabilidad de que un operador entrenado, utilizando un procedimiento de inspeccin dado, detecte un defecto que existe realmente

TEMA 1 FUNDAMENTOS

GENERALES DE ENSAYOS

NO DESTRUCTIVOS

"Ensayo no destructivo basado en la transmisin de las ondas acsticas de alta frecuencia en los materiales."

1.1. Introduccin 1

1.1.1. Conceptos bsicos: Experimento y Ensayo 1 1.1.2. Tipos de ensayos 1

1.2. Los Ensayos No Destructivos 3

1.2.1. Caractersticas fundamentales de un Ensayo No Destructivo 3 1.2.2. Clasificacin de los Ensayos No Destructivos 5 1.2.3. Los Ensayos No Destructivos en la Industria 6 1.2.4. Antecedentes histricos de los Ensayos No Destructivos 7 1.2.5. Etapas en la vida de los Ensayos No Destructivos 8 1.2.6. Ejemplos de utilizacin de Ensayos No Destructivos 10

1.3. Inspeccin mediante Ensayos No Destructivos 9

1.3.1. Eleccin de mtodo y tcnica operatoria idneos 3 1.3.2. Obtencin de resultados de medida 5 1.3.3. Evaluacin de los resultados 6 1.3.4. Criterios de aceptacin o rechazo 7

1.4. Los Ensayos No Destructivos como parte inseparable del proceso de Produccin 9

Tema I Fundamentos Generales de Ensayos No Destructivos

Fundamentos de Ensayos No Destructivos Jaime Martnez Verd

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1.1. Introduccin.

1.1.1. Conceptos bsicos: Experimento y Ensayo.

Primeramente, definiremos el concepto de experimento que consiste en la observacin de un fenmeno provocado. Mediante el experimento se verifica el comportamiento de la Naturaleza en condiciones controladas con el fin de descubrir regularidades que puedan ser descritas lgicamente y enunciadas como leyes. Un experimento lo llevamos a cabo cuando, por ejemplo, decidimos cronometrar el tiempo que tarda un amigo nuestro en recorrer 100 m corriendo o, tambin, efectuamos un experimento cuando deseamos comprobar si una determinada reaccin qumica es exotrmica o endotrmica tocando el vaso de precipitados donde se produce esa reaccin. Ambos son ejemplos de experimentos puesto que todos consisten en observar el comportamiento de un fenmeno que hemos originado nosotros mismos.

De esta manera, un ensayo es un experimento tecnolgico, es decir, se trata de un experimento donde nosotros provocamos un fenmeno (por ejemplo, verter un lquido fluorescente en una pieza, golpear una copa,) para observar cmo sucede dicho experimento con la intencin de deducir propiedades de la pieza. En realidad, un ensayo es algo ms que un simple experimento pues la informacin obtenida podemos emplearla a posteriori.

1.1.2. Tipos de ensayos.

Los ensayos que estudiaremos en esta asignatura van a ser fundamentalmente aquellos ensayos que no deterioren ni interfieran en las propiedades o caractersticas del espcimen que se desea inspeccionar. Estos, conocidos como Ensayos No Destructivos, no son los nicos mtodos de inspeccin que se pueden llevar a cabo actualmente sino que podemos destacar dos grupos ms de pruebas:

Funcionales: En este tipo de exmenes, se observan las piezas o rplicas en sus situaciones de trabajo para verificar, as, si soportan las condiciones impuestas por su labor. Las caractersticas ms importantes de este tipo de ensayos son las siguientes:

1. Repeticin indefinida de las condiciones operativas. Para comprobar el correcto funcionamiento de la pieza hasta situaciones finales, se suele optar por fatigar la pieza en su situacin de trabajo observando, as, el comportamiento de la misma hasta producir el fallo, en cuyo caso resulta destructivo. De esta manera, conseguimos hacernos una idea de la capacidad y resistencia que tiene la pieza; por ejemplo, comprimir y traccionar una probeta para analizar su elasticidad.

2. Operacin con requisitos superiores a los de servicio. Otra caracterstica muy importante de este tipo de ensayos es que generalmente se somete a la pieza a solicitaciones ms severas que las que podra sufrir la misma en condiciones nominales de servicio sin intenciones de propiciar el fallo y con el propsito de verificar si su diseo es el correcto, la calidad de los materiales adecuada y el montaje idneo; por ejemplo, someter a un depsito a una presin en exceso de modo que aseguramos que el sistema est listo incluso para el peor caso.

3. Fallo catastrfico para estudio de efectos. En ocasiones, se decide analizar el comportamiento de la muestra ante situaciones de fallo catastrfico, por ejemplo, situaciones de choque, de fallo elctrico, inmersin por lluvia,



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Figura 1.1. Ensayo de traccin

Un ejemplo notorio de los ensayos funcionales es el de las tcnicas espaciales donde el espcimen es sometido a condiciones operatorias un nmero concreto de veces. Dicho nmero de horas de prueba es superior al tiempo que va a estar en rbita. De este modo, se consigue "sobredimensionar" la calidad que deseamos para dicha pieza.

Otro ejemplo comn es el del caso de la avinica donde, al transcurrir ciertas horas de vuelo, es preciso realizar ensayos funcionales y, a la vez, que no deterioren la pieza para verificar si son vlidos o rechazarla cambindola por otra nueva.

Figura 1.2. Ensayo ante fallo catastrfico y estudio del efecto sobre los "Dummies".

Destructivos: Por otra parte, este tipo de ensayos requerirn para su realizacin la destruccin, o al menos, el deterioro significativo de la muestra que, en general, queda inutilizada pues sta debe someterse a las necesidades del ensayo. Vienen marcados por ser un tipo de ensayos donde las propiedades de la pieza se ven mermadas debido a que estos ensayos deterioran las piezas llegando incluso a destruirlas. Las caractersticas ms importantes de este tipo de ensayos son las dos siguientes:

Requieren la destruccin o el deterioro de la muestra. Es una caracterstica diferenciadora con respecto a las anteriores ya que los primeros podran romper o no la pieza, pero en este tipo de ensayos, necesariamente la toma de muestra implica un dao irreparable para el objeto ensayado. Por ejemplo, las cajas negras que recogen los sucesos que ocurren en un avin son sometidas a ensayos de impactos ignfugos pero no se emplean los especimenes.

Empleados en control de calidad estadstico. Estos ensayos, aplicados a un control de calidad estadstico permiten, sin duda, comprobar, con un cierto margen de seguridad, el nivel de calidad de una produccin, obteniendo en general datos de una zona local del producto, pero no de todo su volumen, sin poder asegurar la calidad de todos los elementos de un lote.

En este tipo de ensayos, generalmente se ensayan las partes importantes de la pieza a estudiar, evitando as estudiar las irrelevantes salvando la destruccin innecesaria de stas ltimas. Generalmente, los ensayos se realizan con probetas y con piezas prefabricadas mecnica, trmica y electrnicamente estables.

Una vez realizado el ensayo, la muestra debe eliminarse de la fase de produccin puesto que esta, a pesar de no presentar grietas o defectos superfluos, puede haber reducido su vida media a causa de haber sido sometida al Ensayo Destructivo.



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1.2. Los Ensayos No Destructivos.

1.2.1. Caractersticas fundamentales de un Ensayo No Destructivo.

A diferencia que en los ensayos anteriores, los Ensayos No Destructivos, deben adaptarse a las exigencias de la muestra con el fin de evitar su deterioro. Para conseguirlo hay que recurrir a aquellas caractersticas del material que sean significativas tecnolgicamente y stas pueden ser:

Densidad. Conductividad Trmica. Absorbancia Electromagntica. ndice de Refraccin. Estructura cristalina.

Como stas caractersticas pueden ser muy variadas, el nmero de Ensayos No Destructivos es potencialmente grande y su fundamento diverso. Por lo antes citado, podemos intuir que estos ensayos se identifican claramente por ser capaces de estudiar las propiedades que son significativas tecnolgicamente hablando, es decir, son capaces de aportar informacin de las cualidades de inters tecnolgico de la muestra. A continuacin, enumeraremos las caractersticas ms relevantes que presentan los Ensayos No Destructivos con respecto a los dems tipos de ensayos:

Inspeccin del 100 % de la produccin. Con este tipo de pruebas se pueden llevar a cabo las inspecciones a cualquier pieza de la cadena de produccin.

Nivel de CALIDAD uniforme: Acotando los niveles de aceptacin o rechazo de la eleccin de la pieza que supera las pruebas o aquella que falla en algn ensayo. Para ello, se entrena a los operadores de la forma ms objetiva posible a pesar de que, posteriormente, estos aporten subjetividad a las mediciones. De ah la existencia de un rango de tolerancias cuyo margen depender del nivel de calidad que se pretenda imponer: severo o rebajado.

Asegura calidad funcional de sistemas y elementos: Un Ensayo No Destructivo tiene un papel muy importante en sistemas que sufran un envejecimiento temporal, puesto que podemos utilizar nuevos ensayos cada vez que sea necesario y as poder ver la evolucin del sistema. Por ejemplo, imaginemos un oleoducto instalado en el desierto; debido a su localizacin sufrir regularmente calentamientos (diurnos) y enfriamientos (nocturnos). Podemos realizar ensayos al oleoducto cada cierto tiempo y as analizar soldaduras y paredes. Con ello, se alarga la vida til hasta que el oleoducto presente una cantidad de fallos elevados que no compense su reparacin.

Prevencin de accidentes laborales: Realizando ensayos a instalaciones de trabajo se pueden predecir posibles peligros al encontrar errores y defectos.

Beneficios econmicos: Directos - Disminucin de costes de produccin y un aumento de la

produccin. Por ejemplo, podemos descubrir que la materia prima del proveedor es defectuosa y as evitar llegar al final del proceso de produccin sin darnos cuenta que todos los procesos de fabricacin se han realizado sobre un material defectuoso.

Indirectos - Ayuda a mejora de Diseo y control de Procesos.



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1.2.2. Clasificacin de los Ensayos No Destructivos.



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Mtodo Tipo de discontinuidad Coste del equipo

Coste de operacin

Observaciones

Visual y Endos cpico Superficial Bajo Bajo Rpido para grandes observaciones

Lquidos penetrantes Superficial Bajo / Medio Bajo Fcil aplicacin. Para discontinuidades pequeas

Partculas magnticas Superficial y subsuperficial

Bajo / Medio Bajo Fcil aplicacin. Para discontinuidades pequeas

Corrientes inducidas Superficial y subsuperficial

Medio Medio Discontinuidades pequeas. Fcil de automatizar.

Campos magnticos Superficial y subsuperficial

Alto Medio Aplicado sobre tuberas ferromagnticas instaladas

Ultrasonidos Internas y superficiales Medio Medio / Alto ptimo en piezas muy grandes y en laminados de materiales compuestos. Fcil de automatizar.

Microondas Internas y superficiales Medio Medio Aplicado en no metlicos en vez de ultrasonidos

Radiografa y Gammagrafa

Internas y superficiales Alto Alto Piezas finas, gruesas y materiales compuestos y de grano basto. Pobre resolucin en grietas.

Neutrografa Internas y superficiales Alto Alto Materiales pesados. til para deteccin de corrosin y sellados. Discriminacin isotpica.

Ensayo de percusin Internas y superficiales Bajo Bajo Grandes discontinuidades en uniones adhesivas.

Emisin acstica Todas Muy alto Alto Alerta de posibles fallos en estructuras homogneas

Rayos Infrarrojos Superficial y subsuperficial

Medio Bajo Uniones soldadas y adheridas. Deteccin de puntos calientes.

Holografa Superficial y subsuperficial

Alto Medio Faltas de pegado en componentes estructurales.

Resonancia magntica nuclear

Internas Muy alyo Alto Deteccin de discontinuidades internas en materiales no metlicos.

Tomografa computarizada

Internas y superficiales Muy alto Alto Defectos en partes complejas huevas.

1.2.3. Los Ensayos No Destructivos en la Industria.

A lo largo del siglo XX, los Ensayos No Destructivos (en ingls Nondestructive Testing, NDT) pasaron a ser, de una simple curiosidad de laboratorio, a una herramienta imprescindible en la industria como medio primordial para determinar el nivel de calidad alcanzado en sus productos. Recientemente, los nuevos Conceptos de Fabricacin Integrada (del ingls Concepts of Integrated Manufacture, CIM), traen consigo una concepcin de la calidad ms universal y, frente a la pasada filosofa basada en el Control de Calidad como grupo especializado en comprobar si los encargados de produccin estn trabajando dentro de especificaciones, es el propio personal de produccin quien se ocupa de ello. La contradiccin, tantas veces observada en el pasado, del enfrentamiento entre los departamentos de Produccin y Calidad de una misma empresa tiende a desaparecer para dar paso a una situacin en la que el compromiso con la Calidad es asumido por todos.



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Aparentemente, los Ensayos No Destructivos deberan haber sufrido algn tipo de dilucin o prdida de inters en ese desplazamiento hacia este nuevo espacio de la Calidad, mucho ms extenso, abierto y cambiante. Sin embargo, no ha ocurrido as y los Ensayos No Destructivos han visto reforzado su papel, debido sobre todo a la importancia creciente de las tcnicas automticas, aunque dentro de una estructura ms vertebrada. Esto representa una contribucin decisiva a la estructura de la Calidad ya que permite pasar de los criterios puramente empricos a otros ms objetivos y constituye el eslabn que une el diseo y la evaluacin.

Figura 1.3. Evolucin de los Ensayos No Destructivos antes y despus de la Segunda Guerra Mundial.

1.2.4. Antecedentes histricos de los Ensayos No Destructivos.

Cuando Arqumedes resolvi el problema de determinar si los orfebres del Rey Hieron II de Siracusa haban, o no, sisado oro a la corona con el experimento de medir su peso dentro y fuera del agua, estaba realizando el primer Ensayo No Destructivo del

que se tiene noticia histrica.

Al igual el Principio de Arqumedes, la mayor parte de los fenmenos fsicos en los que se basan los Ensayos No Destructivos eran ya bien conocidos en la segunda mitad del siglo XIX. nicamente faltaba que la infraestructura tecnolgica fuese suficientemente slida como para necesitar nuevas herramientas y, al mismo tiempo, hacer posible su desarrollo. Esto no ocurre hasta casi mediado el siglo XX. De hecho, es el contexto industrial creado por la Segunda Guerra Mundial (venci quien consigui mantener por ms tiempo y con ms

eficacia su infraestructura productiva) lo que genera el impulso para que los Ensayos No Destructivos empezaran a ser ampliamente utilizados.

A continuacin se ordenan cronolgicamente algunos de los descubrimientos o de los hitos que resaltan dentro de la historia de los Ensayos No Destructivos:

En 1831 se publica el primer trabajo de Michael Faraday que describe sus experimentos con corrientes elctricas. Faraday buscaba confirmar por la va experimental el paralelismo que l supona debera existir entre el comportamiento de la "electricidad de tensin" (esttica) y la corriente elctrica.

Planteamiento inicial de los Ensayos No Destructivos en la industria

CONTROL DE CALIDAD

PRODUCCIN

ENFRENTAMIENTO

Actualmente existe una Fabricacin Integrada (CIM)

LA PRODUCCIN ASUME EL CONTROL DE CALIDAD

Figura 1.4. Michael Faraday



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Su pregunta era:

"Si un cuerpo cargado es capaz de inducir carga en otro prximo, por qu la corriente elctrica no causa otra corriente de la misma naturaleza en los conductores vecinos?"

En 1839 Michael Faraday publica su obra "Experimental Research in Electricity" que se considera un clsico de las ciencias fsicas y muestra la audacia y el ingenio con que investigaba su autor y la manera clara y cuidadosa con que reconoca la evidencia. Los experimentos que all se describen permitieron a Faraday sacar a la luz cada uno de los aspectos esenciales de la produccin de efectos elctricos por la accin magntica. Demostr que las corrientes se inducen, en efecto, en otros conductores prximos, pero no por la accin de una corriente estacionaria o constante, sino por corrientes variables.

En 1864 James Clerck Maxwell presenta su teora del electromagnetismo con las ecuaciones que llevan su nombre y que explican los experimentos de Faraday y la generacin de corrientes inducidas. sta fue una prueba que le permiti a Maxwell predecir, con 24 aos de antelacin, la existencia de ondas electromagnticas y que fue demostrada experimentalmente por Hertz en 1888.

En 1879 David Edward Hughes realiza experimentos que prueban las grandes posibilidades de aplicacin de las corrientes inducidas. Inventor del teletipo y del micrfono, Hughes fue capaz de distinguir diferentes metales y aleaciones entre s

utilizando bobinas diferenciales y un equipamiento extremadamente sencillo e ingenioso. Resulta particularmente acertada su observacin sobre la excesiva sensibilidad del fenmeno de la induccin electromagntica, que responda a variables tan dispares como la naturaleza del material conductor y la "respiracin" con la proximidad de las bobinas.

Este es precisamente el origen de las dificultades encontradas en el desarrollo de estos mtodos que, si bien las investigaciones y los primeros ensayos experimentales precedieron a los de otras tcnicas de Ensayos No Destructivos, no se consiguieron alcanzar cotas significativas de aplicacin industrial hasta bien entrados los aos 50 del siglo XX.

En 1895 Wilhelm Conrad Rtgen descubre los rayos X. Cuando trabajaba sobre la extensin del espectro radiante emitido por un tubo de rayos catdicos, observ que la fluorescencia inducida en una pantalla de platinocianuro de bario se produca incluso cuando el tubo estaba recubierto por papel negro. Unos das ms tarde, el 20 de Noviembre de 1895, Rtgen realiza la primera radiografa de la historia. Se trataba de la mano de su esposa, Berta Ludwing. Pronto se empieza a aplicar la nueva tcnica a la resolucin de problemas industriales, pero el manejo de los tubos de gas residual, nica fuente de radiacin conocida en la poca, era muy engorroso y su uso qued limitado al campo mdico.

Figura 1.5. James Clerck Maxwell



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En 1896 Henry Becquerel descubre accidentalmente la radioactividad natural en el curso sugerido por H. Poincar, sobre la posible relacin entre los Rayos X y los fenmenos de fluorescencia.

A continuacin presentamos una tabla resumen donde vienen representados los avances respecto a las tcnicas relacionadas con los Ensayos No Destructivos:

Hallazgo Descubridor Ao del descubrimiento Corrientes elctricas Michael Faraday 1831

Magnetismo Michael Faraday 1839 Electromagnetismo James Clerck Maxwell 1864 Corrientes inducidas David Edward Hughes 1879

Rayos X Wilhelm Conrad Rtgen 1895 Radiactividad Henry Becquerel 1896

1.2.5. Etapas en la vida de los Ensayos No Destructivos.

Etapa Cualitativa.

Se extiende, para la mayora de los mtodos, desde la Segunda Guerra Mundial hasta mediados de la dcada de los aos 70. La gran demanda de productos industriales generada por la guerra impulsa el desarrollo de aplicacin de nuevas herramientas de control; pero los criterios de aceptacin son puramente empricos y no se dispone de un cuerpo de normas que aporte la estructura necesaria.

A los Ensayos No Destructivos se les exige sobre todo detectar discontinuidades. Se desarrollan numerosas tcnicas de ensayo aplicables a casi cualquier problema. La prctica totalidad de los ensayos se hace a mano; los automatismos se reservan a casos relativamente sencillos y se aplican tcnicas de evaluacin del tipo pasa - no pasa. El contexto industrial de la poca se caracteriza porque:

Se trabaja con materiales y procesos de fabricacin tradicionales. La energa es barata. El ahorro de peso estructural no es un requisito fundamental. En diseo se utilizan coeficientes de seguridad altos: vida segura. Se acepta la idea de cero defectos como objetivo de la inspeccin. En componentes crticos se aplica el rechazo estadstico. La electrnica est en sus albores y la informtica an no ha llegado.

Etapa cuantitativa.

A finales de los aos 1960 y comienzos de los aos 1970, se sucedieron una serie de fallos en aviones, tanto durante la realizacin de ensayos estructurales como durante la vida en servicio. Algunos de estos fallos fueron atribuidos a defectos o grietas, bien inherentes al material o bien introducidos durante el proceso de fabricacin y/o montaje final de la estructura. La presencia de estos defectos no haba sido tenida en cuenta durante el diseo que estaba basado en un anlisis de fatiga a "vida segura".

Tambin a esta poca corresponde el desarrollo de la energa elctrica de origen nuclear que implic la construccin de numerosas centrales en diferentes pases,



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habindose de afrontar unas exigencias de calidad, hasta entonces desconocidas, que garantizasen la vida segura de los elementos activos de los circuitos primarios as como de los propios reactores.

Las predicciones de vida media se basan en datos de ensayos a fatiga de materiales sin defectos y en anlisis de fatiga convencionales. A estos valores se aplicaba un factor de seguridad para tener en cuenta la calidad inicial, las condiciones ambientales, las variaciones en las propiedades del material y otros factores no tenidos en cuenta. Sin embargo, este anlisis convencional de vida segura a fatiga no tiene en cuenta adecuadamente la presencia y el crecimiento de los defectos propios del material.

Con el fin de garantizar la seguridad de las estructuras de los aviones, a partir de mediados de los aos 1970 se adopta el diseo a tolerancia al dao para reemplazar el diseo convencional a fatiga. Se conoce como tolerancia al dao, la capacidad de una estructura para mantener una resistencia residual adecuada aun cuando sta se encuentre daada.

El diseo a tolerancia al dao supone que las grietas o defectos estn inicialmente presentes en la estructura y que, por tanto, sta debe ser diseada de forma que estos defectos no crezcan hasta un tamao crtico que puedan causar el fallo catastrfico de la estructura en un periodo de tiempo determinado. Por tanto, para conseguirlo, ser preciso llevar a cabo un anlisis de tolerancia al dao lo ms exacto posible.

Comienza pues a mediados de los aos 1970 la etapa cuantitativa de los Ensayos No Destructivos que se transforman en Evaluacin No Destructiva, con la adicin a veces, de Cuantitativa.

Los nuevos criterios, unidos a la crisis energtica ocurrida en los aos 1970, que trae como consecuencia el encarecimiento brusco de los precios de las primeras materias as como el del coste de su transformacin, obliga a extraer cada pieza toda su vida til, de manera que solamente se retire una pieza del servicio si se demuestra la presencia en ella de grietas, cuyo tamao sea igual o superior al tamao crtico que podran provocar la rotura frgil instantnea.

El conservadurismo inherente al rechazo por motivos meramente estadsticos, de componentes que han venido prestando servicio satisfactoriamente, se convierte en intolerable derroche en pocas de escasez de energa y de primeras materias.

Si el rechazo se produce por razones estadsticas basadas en el comportamiento medio a fatiga, se demuestra que el 50% de las piezas se retiran del servicio antes de haber cumplido la cuarta parte de su potencial. Este exceso de vida, que se desperdicia en la concepcin clsica del mantenimiento, es susceptible de ser aprovechado slo si se dan las siguientes circunstancias:

1. Se conoce el estado individual de cada pieza. Con ello, se exige disponer de tcnicas adecuadas de Ensayos No Destructivos que no se limiten nicamente a detectar la presencia de una grieta sino que, adems, estn en condiciones de aportar datos cuantitativos de la misma, esto es, dimensiones y situacin.

2. Se dispone de herramientas para evaluar el efecto de una grieta. Una



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vez detectada e identificada una grieta, la Mecnica de Fractura, podremos evaluar el efecto de la grieta mediante la determinacin de la intensidad mxima de los esfuerzos en la punta de la grieta y su comparacin con la resistencia del material.

An sin terminar la Etapa Cuantitativa de los resultados de los Ensayos No Destructivos, nuevas exigencias, procedentes esta vez del campo astronutico, plantean exigencias no imaginables hace pocos aos.

En efecto, los materiales empleados en esta rama muy especializada de la Ingeniera, no slo han de poseer niveles de calidad muy altos sino que, adems, los ensayos que requieran su verificacin deben ser tales que no produzcan contaminacin alguna. Tal severa exigencia elimina numerosas tcnicas tradicionales e incluso algn mtodo. As ocurre, por ejemplo, con los mtodos de Inspeccin por Lquidos Penetrantes, Partculas Magnticas o Ultrasonidos por contacto. De hecho, slo la Inspeccin Visual o la Radiologa cumplen tales exigencias y, bajo ciertas condiciones operatorias, Inspeccin por Corrientes Inducidas, por referirnos slo a los mtodos convencionales. Estimulados por esta necesidad, algunos mtodos han debido desarrollar tcnicas especficas muy sofisticadas que permiten sustituir el contacto fsico por el ptico. As, por ejemplo, es posible estimular la generacin de ultrasonidos en un material mediante "impacto" de lser y "leer" por este mismo medio las finas vibraciones as generadas.

1.2.6. Ejemplos de utilizacin de Ensayos No Destructivos.

El Santo Sudario (NO INDUSTRIAL).

Es una sbana de lino, de 4,36 m de largo y 1,10 m de ancho. Sobre ella se ven enseguida, adems de las dos lneas oscuras y de los tringulos blancos, signos de quemaduras (un incendio en 1532), las huellas de una imagen - frontal y dorsal - de un hombre muerto por crucifixin.

Muy interesante es, tambin, el problema histrico de la sbana santa que sigue siendo, como lo defini Giovanni Paolo II, una "provocacin para la inteligencia".

Desde 1578 la Sbana Santa est conservada en la Catedral de Turn, cuando lleg de Chambry, antigua capital del Ducado de Saboya. Desde la mitad del siglo XIV hay testimonios histricos de la Sbana Santa seguros y sin ms interrupciones: en aquella poca el Lienzo es presente en Lirey (Francia); una posible historia precedente vio la Sbana Santa en Oriente (Edesa, Costantinopla), de donde habra sido transportada en Europa durante las Cruzadas.



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En 1453 fue cedida a los Saboyas y sigui a la familia real cuando traslad la capital en Piamonte. Desde 1694 est guardada (a parte breves interrupciones) en la maravillosa capilla que Guarino Gaurini construy entre la Catedral y Palacio Real.

Desde 1983 la Sbana Santa es propiedad de la Santa Sede, dejada en herencia por Humberto II de Saboya al Papa.

En los ltimos cuatro siglos la Sbana Santa ha sido expuesta varias veces; la ostensin ms reciente es de 1978, para los 400 aos del traslado A Turn.

La Sbana Santa empez a "sorprender" hace un siglo cuando, por primera vez, fue fotografiada por Secondo Pia, en 1898: el negativo de la fotografa mostr en detalle y con una evidencia mucho mayor que el "positivo", todos los "signos" que la Sbana Santa guardaba.

Los conocimientos cientficos con respecto a la Sbana Santa hoy acumulan los resultados de casi un siglo de laboratorio, de documentos, de escritos de vario espesor cientfico y de varia utilidad que tienen el objetivo de llegar a entender la real entidad de este santo lienzo, y que constituyen la "Sindonologa" (porque en italiano la Sbana Santa se llama Sndone), ciencia autnoma. Los temas cientficos de discusin van de la biologa a la fsica, de la medicina legal a la arqueologa, de la informtica al clculo de las probabilidades.

Como se form la imagen de la Sbana? La ciencia no ha dado todava explicaciones plausibles. Los resultados de las investigaciones efectuadas en este siglo son los siguientes:

La imagen no es una pintura y ha sido dejada por el cadver de un hombre fustigado y crucificado. La elaboracin del ordenador ha revelado que ella posee propiedades tridimensionales, que no pertenecen ni a las pinturas ni a las normales fotografas;

Sobre el Lienzo se hallaron polenes de flores que han ofrecido fuertes indicios de una presencia de la Sbana Santa no slo en Europa, sino tambin en el cercano Levante;

Los anlisis de las huellas de sangre han indicado la presencia de sangre humana, del tipo AB. Sobre la Sbana no hay huellas de pigmentos colorantes;

En 1988 ha sido efectuada, sobre un fragmento de la Sbana Santa, la "prueba de datacin" con el mtodo del Carbono 14: los resultados dieron al tejido una datacin entre el 1260 y el 1390 d.C. Estos resultados son hoy mismo objeto de discusin al interior de la misma comunidad cientfica; estudios experimentales ms recientes han abierto otra vez el problema.

Las Meninas de Velzquez (NO INDUSTRIAL).

El cuadro de Las Meninas sufri algunas modificaciones durante su elaboracin, como es habitual en el proceso creador de cualquier pintor en muchas de sus obras, para adaptarse a las circunstancias histricas a la vez que se corregan algunos aspectos concretos.



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Entre las principales modificaciones podemos citar una de carcter estructural como fue el descenso de la lnea de separacin del techo con las paredes del fondo para disminuir stas y aumentar la superficie representada del techo.

Otras correcciones las encontramos en los propios personajes; entre ellas que tenemos la modificacin del espejo en el que inicialmente slo apareca representado el rey y despus se incluye la reina; el cambio de postura y de aspecto del pintor girando hacia la parte izquierda; la variacin en el gesto de la mano de la Infanta que inicialmente pareca rechazar el agua que se le ofrece dirigiendo la mano hacia arriba en vez de acercarla a la jarra.

Finalmente, algunos aos despus de acabado el cuadro se aade la cruz de la Orden de Santiago en el pecho del pintor como seal de su ascenso social.

Estos cambios son los ms llamativos y visibles a travs del propio cuadro tras su limpieza, tanto como por las radiografas que se vienen realizando desde 1960, las de 1984 o los estudios ms actuales. An as hay crticos y estudiosos que creen ver otras figuras en el lienzo, luego eliminadas, y otros detalles como una gran cortina al fondo en el lado derecho o anillos en la mano de Mari Brbola que no son visibles en el lienzo en su estado actual.

En la radiografa del cuadro podemos observar algunos de esos aspectos en los que difiere la obra en sus primeras fases de realizacin y en su forma definitiva. Estos aspectos se enmarcan con una lnea ms oscura. La lnea en blanco indica la separacin entre paredes y techo en la versin final.

Tuberas de plantes qumicas (INDUSTRIAL). Vasos de presin (INDUSTRIAL). Defectos en fuselajes y motores de aeronaves (INDUSTRIAL). Sistemas aeroespaciales (INDUSTRIAL).



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1.3. Inspeccin mediante Ensayos No Destructivos.

Las etapas bsicas de la inspeccin de un material estructural, mediante mtodos de Ensayos No Destructivos, por lo que respecta a problemas de defectologa, caracterizacin y metrologa, pueden concretarse en las cuatro siguientes:

a) Eleccin de mtodo y tcnica operatoria idneos. b) Obtencin de resultados de medida. c) Evaluacin de los resultados. d) Criterios de aceptacin o rechazo.

1.3.1. Eleccin de mtodo y tcnica operatoria idneos.

En la eleccin del mtodo y tcnica operatoria idneos de inspeccin, hay que tener presente la naturaleza del material, su estado estructural (procesos de elaboracin a los que ha sido sometido), el tamao y forma del producto, as como tener conocimiento sobre el tipo de heterogeneidades que se pretenden detectar o la caracterstica del material a determinar o de la dimensin a medir.

Adems, hay que tener muy claro que todos los mtodos presentan limitaciones de interpretacin, limitaciones debidas a la geometra y a la naturaleza del material, as como limitaciones en el campo de observacin y en la velocidad de aplicacin que permite el ensayo.

Por otra parte, cada mtodo posee una sensibilidad limitada, la cual podr ser adecuada para el examen de un tipo de material con una condicin de empleo o de servicio. Teniendo en cuenta que el aumento en la sensibilidad trae consigo, entre otros inconvenientes, el aumento del coste del ensayo, es preciso, para especificar los lmites de sensibilidad y tolerancias requeridos en el ensayo, que est definido claramente el nivel de calidad o lmites de aceptacin requeridos en el producto. Sin ese requisito no es posible elegir racionalmente un Ensayo No Destructivo.

1.3.2. Obtencin de resultados de medida.

Los Ensayos No Destructivos siguen procedimientos indirectos, es decir, que determinan la caracterstica buscada en el producto a travs de cualquier otra propiedad relacionada con ella. As, por ejemplo,

El mtodo radiogrfico facilita una indicacin que es una imagen de las heterogeneidades que estn presentes en el material.

La inspeccin por ultrasonidos aporta una indicacin en una pantalla de rayos catdicos.

El examen mediante partculas magnticas o por lquidos penetrantes, ofrece una indicacin que es una ampliacin de la heterogeneidad segn

una seccin por la superficie de observacin.

Los mtodos magnticos y elctricos miden una variacin en las propiedades fsicas del material, dando una indicacin, segn el sistema representativo de cada ensayo, de la que se deducirn variaciones en composicin, tratamientos trmicos, espesores, presencia de heterogeneidades, etc.



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En la deteccin de heterogeneidades mediante Ensayos No Destructivos, las limitaciones en la obtencin de una indicacin propia vienen supeditadas a su naturaleza, a su morfologa, a su situacin, a su orientacin y a su tamao. As, a ttulo de ejemplo, para la obtencin de una indicacin propia de una grieta las circunstancias ptimas se presentarn cuando sea paralela al haz de radiacin X o gamma, perpendicular al haz de ondas ultrasnicas, perpendicular a las lneas de campo magntico y a la superficie de observacin y prxima a ella, o que aflore a la superficie, en el caso del ensayo por lquidos penetrantes.

Por tanto, es preciso tener conocimiento sobre las caractersticas de los productos as como sobre las caractersticas de las probables heterogeneidades que puedan estar presentes y sobre los tipos de heterogeneidades que se pueden detectar mediante diferentes tcnicas operatorias que permite cada mtodo.

1.3.3. Evaluacin de los resultados.

La evaluacin consiste en hallar la correlacin entre la indicacin observada con, por ejemplo, la propia naturaleza, morfologa, situacin, orientacin y tamao de la heterogeneidad; es decir, la evaluacin es el dictamen sobre qu es lo que da motivo a una indicacin.

Para una correcta evaluacin, ser aconsejable recurrir, en las primeras fases de la puesta a punto del mtodo, a los Ensayos No Destructivos que sean precisos, con el fin de asegurar la validez del ensayo (es esencial realizar Ensayos No Destructivos precisos antes de automatizar un proceso industrial de produccin con Ensayos No Destructivos). En algunos casos, bastar la experiencia y pericia del operador.

La evaluacin es, pues, una funcin de primordial importancia y su responsabilidad recae de lleno en el experto en los mtodos de Ensayos No Destructivos.

1.3.4. Criterios de aceptacin o rechazo.

Una vez obtenida y evaluada una indicacin, se debe decidir sobre cundo una heterogeneidad o caracterstica del material, incluyendo entre ellas su espesor actual, afecta a su empleo.

As como se vio que la evaluacin era una funcin propia de los expertos en las tcnicas de Ensayos No Destructivos, los criterios de aceptacin o rechazo son responsabilidad de un equipo humano constituido, esencialmente, por:

Diseadores. Personal responsable de ensayos o pruebas del producto. Expertos en fiabilidad. Expertos en ciencia de materiales que determinan el nivel de calidad.

Este equipo analizar los datos relativos a cargas en servicio y condiciones de funcionamiento, determinar con la ayuda de dichos datos las secciones o zonas crticas de la pieza o del componente estructural y fijar, teniendo en cuenta los ensayos de tenacidad de fractura, el nivel de calidad, es decir, los criterios de aceptacin o



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rechazo requeridos. De hecho, los ingenieros, estn muy interesados en conocer la contestacin a las siguientes preguntas:

Puede un proceso de inspeccin mediante Ensayos No Destructivos garantizar que, mediante el mismo, se detectarn todos los defectos mayores de un determinado tamao crtico?

Cul es el tamao del mayor defecto que puede no detectarse durante la inspeccin?

Teniendo en cuenta que el tamao de la grieta observada se utiliza en los clculos para determinar la velocidad de crecimiento de la misma, cuanto menor sea el tamao de la grieta existente en el componente, siempre que se pueda detectar mediante Ensayos No Destructivos, mayor ser la vida remanente del componente considerado.

De lo anterior se deduce el establecimiento que los criterios de aceptacin o rechazo deben ser obra de un equipo formado por el diseador del componente, un experto en materiales y otro en tcnicas de Ensayos No Destructivos.

Desgraciadamente, existe la costumbre demasiado frecuente, de asignar a los expertos en las tcnicas de Ensayos No Destructivos o de hacer recaer en la persona de un inspector todas esas funciones. En estos casos el inspector basa sus decisiones en su propia experiencia sobre el comportamiento de piezas similares bajo iguales condiciones de servicio. Pero puede ser muy peligroso si extrapola sus conclusiones para condiciones de servicio nuevas y completamente diferentes. En caso de duda el inspector tiende a ser muy precavido y ello supone grandes prdidas econmicas en el sector industrial y tambin en el de servicios.

Figura 1.6. La evaluacin de discontinuidades detectadas mediante Ensayos No Destructivos.

INDICACIN

INTERPRETACIN

FALSA NO RELEVANTE

RELEVANTE

EVALUACIN

ACEPTAR RECHAZAR



16

1.4. Los Ensayos No Destructivos como parte inseparable del proceso de produccin.



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1.5. Factores Econmicos.

1.1.1. Calidad: Coste de la Produccin VS Valor Comercial del Producto.

Es difcil encontrar una definicin de la Calidad, pero industrialmente hablando, dicho concepto se puede definir como:

Conjunto ponderado de caractersticas funcionales, cada una en su grado respectivo, que definen el comportamiento del producto en relacin con la finalidad para la que fue proyectado.

El grfico de la figura debido en principio a Leno C. Michelon y generalizado por Colombier, explica de una forma sencilla el fundamento econmico de la Calidad, relacionando el coste de una produccin, en funcin de su Calidad, con el valor comercial de esta produccin, en funcin tambin de esta misma Calidad.

Es evidente que la curva del coste de la produccin asciende rpidamente al irse aproximando al grado de calidad perfecto. Tambin est claro que el valor comercial del producto se mantiene nulo mientras no se alcanza un grado de calidad mnimo, a partir del cual asciende con bastante rapidez, aminorndose esta velocidad ascendente cuando el producto se aproxima a la perfeccin.

1.1.2. Balance econmico de los mtodos de Ensayos No Destructivos.

El balance econmico de los mtodos de Ensayos No Destructivos es una suma algebraica; en la que un sumando es la disminucin lograda en los costes de produccin y el otro sumando es el coste en s del ensayo.

END de CostesProduccin Costes nDisminuciECONMICOBALANCE +

(Cero defectos) Grado de calidad

Val

ore

s m

on

etar

ios

Valor comercial del producto

Coste de la produccin

Calidad deseada por el taller de

produccin

Calidad ideal

Calidad de diseo

REN

DIM

IEN

TO

MX

IMO



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La disminucin de los costes de produccin puede ser debida a una o ambas de las razones siguientes:

1. Por ahorro del coste de fabricacin de materiales defectuosos que seran rechazados en la inspeccin final.

2. Por aumento de la produccin cuando siguiendo este proceso de inspecciones previas, el porcentaje de chatarra es reducido al mnimo en la inspeccin final.

Los costes de los Ensayos No Destructivos comprenden:

Mano de obra. Materiales de ensayo (pelcula radiogrfica, partculas magnticas, lquidos

penetrantes,). Gastos generales variables (energa elctrica, agua, repuestos,). Gastos generales fijos (local, amortizacin de equipos, seguros,).

Estos costes pueden variar, ampliamente, por alguno o varios de los siguientes parmetros:

La cantidad de piezas a inspeccionar. La manutencin de las partes o elementos a/y desde la unidad de ensayo y

durante el ensayo. La automatizacin del ensayo en s mismo. La sensibilidad requerida del mtodo. La tolerancia admitida en la interpretacin de los resultados. El porcentaje de partes o elementos defectuosos encontrados en el ensayo. El nivel o grado de conocimiento requeridos del personal.



19

1.6. Los Ensayos No Destructivos aplicados a componentes o conjuntos en servicio.



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1.7. Fiabilidad de los Ensayos No Destructivos.

1.6.1. Fiabilidad de una inspeccin.

La fiabilidad de un proceso de inspeccin no destructiva es una medida cuantitativa de la eficiencia de ese proceso para detectar defectos de un determinado tipo y tamao. Al finalizar una inspeccin, nunca podr decirse que una determinada pieza est totalmente libre de defectos simplemente basndose en los resultados de la inspeccin. nicamente se podr afirmar que existe una cierta probabilidad de que la pieza est libre de defectos de una determinada clase y tamao. Cuanto ms alto sea el valor de esta probabilidad, mayor ser la fiabilidad de la inspeccin y mayor ser la fiabilidad general del conjunto que forma parte la pieza inspeccionada.

Durante la inspeccin no destructiva de un elemento determinado, ste se somete siempre a algn tipo de agente fsico, tal como radiaciones, ultrasonidos, campos magnticos o lquidos penetrantes. Observando la respuesta relativa de este agente, se detectan los defectos y se mide su tamao. Sin embargo, tal agente no est siempre directamente relacionado con la severidad relativa del defecto. Adems, existen otras caractersticas de la pieza examinada o del procedimiento de inspeccin que pueden afectar, adems del propio defecto, la respuesta de la pieza inspeccionada al agente fsico utilizado. Este hecho introduce un cierto nivel de incertidumbre que impide afirmar, tajantemente, que se ha encontrado un defecto y medido su tamao.

Por otra parte, es preciso tener en cuenta que la inspeccin no destructiva la realizan personas y que no existen dos que realicen la misma tarea repetitiva de una forma idntica durante todo el tiempo. Esto es aplicable tanto a las tareas de evaluacin de los resultados de la inspeccin como a la tomad e decisiones basadas en dichas evaluaciones. Consecuentemente, este hecho introduce una incertidumbre adicional a las anteriores y da lugar a la naturaleza probabilista de la fiabilidad de la inspeccin.

1.6.2. Capacidad de inspeccin.

Los tamaos de defectos mximos aceptables en una pieza dada se determinan, generalmente, a partir de consideraciones de diseo, eligindose el mtodo de Ensayo No Destructivo a utilizar en funcin del tamao, forma y dimensiones de la pieza en cuestin; de forma que el mtodo elegido posea la resolucin suficiente para identificar tales defectos con una probabilidad de deteccin aceptablemente alta. Sin embargo, tal como se ha visto, existe un gran nmero de factores que influencian la capacidad de deteccin de cada uno de los mtodos de Ensayos No Destructivos para detectar defectos; por lo que un defecto de aproximadamente el tamao mximo aceptable, tendr solamente una cierta probabilidad finita de ser encontrado. Por tanto, debe conocerse y tenerse en cuenta la posibilidad de que un defecto de tamao superior al aceptable no sea detectado.

Las consecuencias de este hecho se deben considerar en el diseo; as como, en el momento de especificar los procedimientos de inspeccin y los intervalos en que sta debe llevarse a cabo. La eleccin de un mtodo de Ensayo No Destructivo es, como se ha visto, una decisin comprometida ya que, an con todos los mtodos disponibles, es difcil determinar el tamao de los defectos de una forma precisa as como evaluar su importancia.



21

1.6.3. Factor de seguridad.

El concepto de Mecnica de Fractura del diseo no slo reconoce la existencia de defectos en una pieza dada sino que describe cuantitativamente, como ya sabemos, el efecto de cualquier defecto que exista.

Definiremos el tamao crtico de factura como el elemento estructural ms crtico, es decir aquel que estar sometido a una mayor concentracin de esfuerzos determinada, tanto por la carga de diseo como por el tamao del mayor defecto que puede ser tolerado por el citado elemento estructural. Por lo tanto, el papel de la inspeccin no destructiva ser garantizar que la estructura, cuando sea puesta en servicio, est libre de grietas de un tamao igual o superior al crtico de fractura para las cargas de diseo. Adems, puede ser necesario garantizar que la citada estructura est tambin libre de grietas de un tamao inferior al crtico, cuando dicha estructura est sometida a cargas de fatiga.

El hecho de que un elemento est diseado con la hiptesis de que ninguna de las grietas inicialmente presentes en el mismo crecern hasta alcanzar su tamao crtico de rotura, durante su vida en servicio, aade una responsabilidad adicional a los procesos de inspeccin. La capacidad de las tcnicas de inspeccin no destructiva de localizar defectos de varios tamaos (o de no localizarlos), nos lleva directamente a una evaluacin cuantitativa de la fiabilidad en servicio, que es una medida de la calidad del producto.

A la inspeccin no destructiva se le exige la capacidad de detectar pequeas grietas, as como, la de determinar la fiabilidad prctica a partir de los datos obtenidos de un proceso de inspeccin se ha dirigido a detectar defectos de un tipo y tamao especficos. Si el diseo es tal que el tamao crtico de grieta, basado en las cargas de diseo, es mayor que el defecto ms pequeo que pueda ser detectado fiablemente con un proceso de inspeccin dado, querr decir que el proceso de inspeccin es adecuado. La diferencia entre el tamao crtico y el menor tamao que se puede detectar es el factor de seguridad.

1.6.4. Concepto de "detectabilidad".

El propsito de un tratamiento estadstico de los datos de la inspeccin no destructiva es el desarrollar generalizaciones basadas en datos de muestreos y, de esa forma, predecir los resultados de inspecciones futuras sobre la base de los anlisis de los registros de inspecciones estadsticas podran ir ms all del anlisis de los datos de inspeccin, por lo que se debe tomar una extrema precaucin en el desarrollo de las citadas generalizaciones y se debe evaluar cuidadosamente dnde son razonables, justificables y aplicables las mismas y dnde sera adecuado adquirir datos adicionales. Siempre se deber tener en cuenta que la deduccin estadstica incluye la probabilidad de hacer deducciones incorrectas basadas en los datos disponibles que pueden no coincidir con los lmites permisibles.

La probabilidad de detectar un defecto, o "detectabilidad", se define como la probabilidad de que un operador entrenado, utilizando un procedimiento de inspeccin dado, detecte un defecto, siempre que ste exista realmente.



22

Una probabilidad de deteccin se puede determinar experimentalmente, observando el nmero de veces que un determinado proceso de inspeccin no destructiva revela defectos en un conjunto de piezas en las que se conoce la existencia de defectos. Una probabilidad del 95 % implica que de cada 100 piezas defectuosas inspeccionadas, al menos 95 son identificadas como defectuosas y que no ms de cinco son clasificadas como piezas sanas.

30 INGENIERIA INDUSTRIAL.

FUNDAMENTOS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

CUESTIONES TEMA 1

1. Expon brevemente la relacion entre Calidad Industrial y Ensayos.

2. Explica brevemente las razones industriales que llevaron a pasar de la evaluacion cualitativa a lacuantitativa en END.

3. Cuales son los tres principales tipos de Ensayos industriales? Pon un ejemplo de cada uno de ellos.

4. En que consiste y de quien depende el establecimiento de los criterios de aceptacion o rechazoen el proceso de END?

5. Que se debe tener en cuenta para definir los metodos de examen mas adecuados y los criteriosde aceptacion de un END?

6. Define la Calidad desde el punto de vista industrial

7. Explica brevemente como los END pueden contribuir al aumento de la produccion.

8. En que condiciones es rentable industrialmente la implantacion de END en un proceso de pro-duccion?

9. Cuales son los criterios generales para la eleccion del metodo y la tecnica apropiada de una ins-pecion de END.

10. Que se entiende por fiabilidad de los END?

11. Cuales son las diferencias fundamentales entre un ensayo funcional y un ensayo no destructivo?

12. Una de las limitaciones a la hora de elegir el metodo y la tecnica apropiada para aplicar un ensayono destructivo es la geometra de las piezas a ensayar. Pon dos ejemplos donde este factor seadeterminante para dos metodos distintos de END.

1

1. Expn brevemente la relacin entre calidad industrial y ensayos.

Entre los Ensayos y la Calidad Industrial existe un fuerte vnculo que las mantiene unidas de modo que, un proceso industrial de fabricacin de una determinada pieza se convierte en ms rentable, eficaz y fiable si sobre l se aplican tcnicas de ensayos. Los ensayos aportan informacin, por ejemplo, sobre el estado del material pudiendo as realizar ensayos durante cada cambio de fase del proceso desechndolo al encontrar un defecto o deterioro.

Ensayos No Destructivos - Tema 2 - Ultrasonidos

1

ULTRASONIDOS

TEMA 2


2

IntroduccinOndas sonoras en medios materiales

Emisores y receptores de ondas sonoras

Sistemas Pulso-Eco

Calibracin de equiposSensibilidad de deteccinAplicaciones

4Reflexin y refraccin

4Atenuacin

4Acoplantes


3

Ensayo no destructivo basado en la transmisin de las ondas acsticas de alta frecuencia en los materiales

Ultrasonidos: ondas acsticas con frecuencias superiores a las audibles

Las ondas sonoras se propagan en medios materiales por las vibraciones de los tomos y molculas presentes, viajando con una velocidad que depende de las propiedades mecnicas del medio

ULTRASONIDOS*


4

Ejemplos histricos de utilizacin de ondas sonoras como* sistema de deteccin y control de calidad

resonancia de las tazas de porcelana

copas de cristal

ruedas de trenes

Propagacin de ondas sonoras en el medio lquido: el hidrfono de Leonardo da Vinci para detectar barcos a largas distancias (no es direccional)


5

Direccionalidad de las ondas sonoras*

Se utilizan fuentes de sonido con haces estrechos que exploran el slido, a modo de un escner

Para ello se utilizan ondas de sonido con pequeas longitudes de onda (frecuencias altas), con un dimetro de oscilador mucho mayor que la longitud de onda del sonido

Direccin de la onda de sonido radiada por un oscilador


6

Ultrasonidos en END*

Utilizan ondas sonoras con frecuencias sobre el rango audible, por encima de los 20 kHz.

En general se utilizan frecuencias comprendidas entre 1 y 25 MHz.

Dichas ondas se propagan por los medios materiales a estudiar, dentro de los cuales sufren fenmenos de refraccin, reflexin y atenuacinLa deteccin de defectos se realiza a partir de refracciones, reflexiones y atenuaciones anmalas en el interior del material, entre la seal emitida (superficie de entrada) y la detectada (superficie de salida, o su eco)


7

Aplicaciones de los US

Deteccin de heterogeneidades: poros, grietas, fracturas, defectos en soldaduras

Medida de espesores: control de corrosin en paredes de tuberas y contenedores sujetos a procesos qumicos con cambios de espesor en sus paredes

Determinacin de propiedades fsicas y estructurales de los materiales. Utilizados para determinar diferentes tratamientos trmicos, granularidad, mdulos de elasticidad (Young)


8

Ventajas de los US*

Alto poder de penetracin. Aporta informacin de todo el volumen de la muestra

Puede examinar piezas de acero de hasta 500 mm

Ejes de hasta 6 metros de longitud

Alta sensibilidad. Posibilidad de deteccin de defectos de muy pequeo tamao. (Dependiendo de la calidad del material: buena deteccin en material de grano fino con buen acabado superficial, mala en material en estado bruto de moldeo)Determinacin precisa de la posicin, tamao, orientacin, forma y naturaleza de los defectos


9

Resultado en tiempo real. Es posible la automatizacin de la exploracin y la evaluacin automtica

Documentacin y almacenamiento de datos del ensayo con fcil procesado digital

Equipos porttiles

No hay riesgos para el operador

Versatilidad en los equipos de medida

Es suficiente el acceso por una nica superficie de la muestra *

Nivel de llenado de vasijas cerradas o la determinacin de espesores de tubos o paredes de tanques


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Ondas sonoras: se propagan en los medios materiales bajo la forma de presiones locales, o presiones sonoras P, sobre el valor de la presin atmosfrica.

El exceso de presin provoca un desplazamiento de las partculas que componen el medio con una velocidad Q. Las partculas pueden ser tomos, molculas, o agrupaciones de tomos molculas. Las ondas sonoras no se propagan en el vaco.

Propagacin de ondas sonoras*


11

Impedancia Acstica*

Se define la Impedancia Acstica Z de un medio material como el cociente entre el exceso de presin y la velocidad de desplazamiento que provoca en las partculas del medio

ZQP

=

Z: Impedancia especfica de un medio, caracteriza el comportamiento de las ondas sonoras en l.

Se puede demostrar que , donde es la densidad del medio y V la velocidad de propagacin de la onda

VZ =

Unidades: Rayl = kg m-2 s-1


12

Expresin matemtica de una onda sonora

( )kxtsinYxsinYY =

= 00 2

t

: longitud de ondak: numero de onda (2pi/)

: perodo: frecuencia angular (2pi/): frecuencia (1/)


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Tipos de ondas (Modos de vibracin)

Ondas longitudinales

Ondas transversales

Ondas superficiales

Ondas de chapa (laminares)Love

Lamb

Stonely

Sezawa

Ms utilizadas en END

Ondas transversales

Ondas longitudinales


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Ondas longitudinales (de dilatacin, de compresin, de presin)

Vibracin de las partculas: Paralela a la direccin de propagacin

Medios materiales: slidos, lquidos, gases

Velocidad de propagacin:

Comentarios: Muy extendidas en END. VBL ~ 1.3 VL

Ondas planas: objetos con tamao <

Ondas bloque: objetos con tamao >>

EVL =

( )( )[ ]2-11-1EBL

+=V

E: mdulo de Young r: densidad: relacin de Poisson


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Ondas transversales (cortantes, de distorsin, shear)

Vibracin de las partculas: perpendicular a la direccin de propagacin

Medios materiales: slidos (no se propagan en gases o lquidos, no hay resistencia a desplazamientos transversales, no hay ligaduras con una posicin cero de equilibrio)

Velocidad de propagacin:

Comentarios: VT ~ 0.5 VL

GVT =

G: Mdulo cortante (shear)


16

Ondas superficiales (de Rayleigh)

Vibracin de las partculas: rbitas elpticas, modos simtricos

Medios materiales: Cualquier superficie.

Eje mayor: perpendicular a la superficie. Eje menor: paralelo a la direccin de propagacin

Comentarios:similares a las olas del mar


17


18


19


20

Transmisin y Reflexin de ondas sonoras

Se detectan bordes de discontinuidades internas en el material debido a que las ondas ultrasnicas sufren un cambio en su propagacin.

Este efecto constituye el fundamento de la deteccin de inhomogeneidades por ultrasonidos

Ese cambio es producido por reflexiones parciales de la onda acstica.

Parte de la onda es transmitida, y parte reflejada, conservndose la energa total de la onda incidente

La frontera (borde de la discontinuidad, cambio de medio,...) ha de ser de mayor tamao que la longitud de onda de ultrasonido que estemos empleando


21

Incidencia normal


22

Onda transmitida. Por la conservacin de la energa tendremos que la proporcin de la onda transmitida vendr dada por la expresin

( )2212141

ZZZZRT EE

+==

Onda reflejada. La fraccin de energa de la onda reflejada en uncambio entre 2 medios de impedancia Z1 y Z2 se calcula como

2

12

12

=

+

ZZZZRE


23

Incidencia oblicua

Esquema simplificado


24

Transmisin y reflexin de grietas en materiales

Transmisin y reflexin de una grieta en aluminio y acero con relleno se aire y agua, respectivamente


25

Ley de Snell

Relaciona las direcciones de la onda sonoras incidente y de la transmitido:

2

1

2

1

VV

=

sen

sen

1: ngulo de incidencia

2 : ngulo transmitido

V1, V2, velocidad de propagacin en cada uno de los medios


26

Proporcin de energa ultrasnica transmitida entre 2 medios con diferente impedancia


27

Conversin de tipo de ondas en fronteras entre dos medios

En general, cuando una onda longitudinal alcanza una frontera entre dos medios de diferente impedancia Z, se refleja una onda longitudinal, y se transmite parte de la onda incidente, segn la ley de Snell.

Pero parte de la onda longitudinal transfiere energa a una onda transversal que se refleja hacia el medio 1 y se transmite en el 2


28

Las ondas transversales verifican tambin la ley de Snell, con las velocidades de propagacin de ondas transversales para cada uno de los medios:

2

1

T

T

VV

=

2

1

sen

sen

VT: Velocidad de ondas transversales

Dado que VL > VT , los ngulos de refraccin y reflexin de las ondas transversales ser menor que los correspondientes a las longitudinales

En medios lquidos o gases las ondas transversales no se propagan, por lo que solo tenemos ondas longitudinales

2

1

T

L

VV

=

2

1

sen

sen


29

Angulo Crtico

En cuerpos slidos, donde se propagan tanto las ondas transversales como las longitudinales, podemos eliminar la onda longitudinal si se refracta con un ngulo 90

Es decir:

L2

L11c

1c

VV

sen9sensen

==

0De donde se deduce que si el ngulo de incidencia es igual o mayor al asen del cociente de las velocidades de los 2 medios la onda longitudinal se extingue:

Primer ngulo crtico

L2

L11c

VV

asen = Siempre que VL1


30

De la misma forma podemos llegar al ngulo crtico correspondiente a la onda transversal

Segundo ngulo crtico

T2

L11c2

VV

asen =

Onda transversal pura: ngulo de incidencia entre el 1er y el 2 ngulo crtico

Onda superficial (de Rayleigh): ngulo de incidencia 2 ngulo crtico

La variacin con la frecuencia de las velocidades L y T de propagacin de ondas sonoras en un medio es muy pequea en el rango utilizado en END, por lo que los ngulos crticos permanecen constantes


31

Cua de plexigls Ensayo de inmersin

Metal 1er ngulo crtico 2 ngulo crtico 1er ngulo crtico 2 ngulo crticoAcero 27 56 15 27Acero inox 302 28 59 15 29Aluminio 2117-T4 25 59 14 29Berilio 12 18 7 10Magnesio MIA 27 59 15 29Titanio 26 59 14 29Tungsteno 31 68 17 31

Tabla de valores de ngulos crticos


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Atenuacin de ondas

Se produce atenuacin de las ondas sonoras por:

Ensanchamiento del haz

Dispersin en el material

Reflexin por cambio de medio

Atenuacin por friccin de la vibracin de las partculas del medio

Expresin de la atenuacin (amplitud e intensidad)

xx eII = 0

xx eAA '= 0

Ix = Ax2 =2

', : coeficientes de atenuacin de amplitud e intensidad


33

El coeficiente de atenuacin se descompone en dos trminos

= + S : Absorcin debida a friccin entre las partculas del materialS: Absorcin debida a dispersin de las ondas sonoras

Mecanismos de atenuacin

Mecanismos de absorcin en slidos: dependen de la frecuencia de la onda. La energa sonora se convierte en calor. Despreciable en frecuencias entre 1 y 10 MHz (END)Mecanismos de dispersin en slidos: dependen del tamao medio de las partculas (grano) que lo componen, D, y de inhomogeneidades en el material:

fases diferentesinclusionessegregacionesmicrocavidades


34

Si >> D, S es proporcional a D34

Si D, S es proporcional a D 2

Si D, S es proporcional a 1/D

La dispersin en funcin del tamao de grano

Anisotropa. En determinados materiales con estructuras ordenadas la atenuacin depende de la direccin de incidencia de la onda. En este caso hay que tener en cuenta la orientacin del emisor y el receptor de ultrasonidos a la hora de realizar un ensayo


35

Unidades de atenuacin: Decibelio y Neper

Decibelio

00 211

II

xAA

x

xe

xe loglogNP ==Neper

010

010

1020II

xAA

x

xx loglogdB ==

Conversin de unidades NP.dB 6868=


36

Las atenuaciones expresadas en Np o dB son lineales con la distancia, y por consiguiente aditivas

Las ondas longitudinales y transversales tienen diferentescaractersticas de atenuacin

La atenuacin depende fuertemente de la frecuencia de la onda


37

Acoplantes

Cuando un palpador se coloca junto a una pieza para realizar un ensayo no destructivo, es preciso garantizar un buen contacto sonoroentre ambos. Para ello se utiliza un lquido acoplante, cuya misin es aumentar la transmisin sonora entre el palpador y la pieza e impedir que entre ambas haya una pelcula de aire.

El aire tiene una impedancia sonora mucho menor que cualquier lquido o slido. Lquidos y slidos tienen impedancias del mismo orden

Ejemplo: Acoplante aire - Coeficiente de reflexin aire -acero 100%

Acoplante agua - Coeficiente de reflexin agua -acero 88%

La presencia de agua permitir que un 12% de la energa sonora entre en la muestra


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Los acoplantes deben

Empapar completamente y por igual ambas superficies

Eliminar todo el aire

Rellenar todas las irregularidades de ambas superficies para obtener una superficie suave

Permitir el movimiento libre del palpador sobre la pieza

Ser fcil de aplicar, eliminar e inofensivo para las superficies

La lmina de acoplante debe ser muy delgada, para no alterar la direccin de las ondas sonoras

En casos excepcionales se utilizan acoplantes especiales

Superficies verticales o muy rugosas: grasas o aceites pesados

Si no se pueden utilizar lquidos: materiales gomosos


39

Optimizacin del acoplante

La energa transmitida entre oscilador y la pieza se puede aumentar si se elige una lmina con impedancia acstica igual a la media geomtrica de los medios involucrados (palpador y pieza) y con espesor igual a

412n n: entero

: longitud de ondaLista de acoplantes e impedancias

Acoplantes Impedancias acsticasespecficas (106 Rayl)

Agua 1.5Aceite de silicona 1.58Glicerina (2 partes de agua + 1 glicerina) 2.4Aceite y grasa denso, gel de petrleo(sup verticales) 3Perspex, plexigls, goma delgada 2-3.5Aire 0.00033Acero 44.7


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Forma del pulso y del haz de una onda ultrasnica

Mtodos de END por pulsos de eco y por transmisin: pulsos de 1s

El pulso emitido se compone de un conjunto de frecuencias superpuestas. La superposicin de esas frecuencias componen una onda nica que puede ser rectificada o suavizada antes de emitida

Rectificado

Suavizado

Ondas emitidas

Superposicin


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Geometra del haz

Es variable espacialmente segn sea la relacin en tamaos entre el rea del oscilador y la longitud de onda que emite, debido a efectos de difraccin en el cristal oscilador.

La caracterstica direccional del haz aumenta segn aumenta la relacin /(: dimetro del oscilador)

Los lbulos laterales pueden atenuarse con el empleo de pulsos muy cortos


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Campo lejano y campo cercano

La intensidad de la onda sonora emitida por un oscilador no es uniforme, si no que vara con la distancia, debido a efectos de difraccin del oscilador, que tiene dimensiones finitas

La geometra de un haz de ultrasonidos tiene una forma similar a la que emite una linterna


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Campo cercano o de Fresnel

A distancias cortas del emisor existen importantes oscilaciones en intensidad. Se le denomina zona de Fresnel o de campo cercano.

La longitud del campo cercano N se calcula como:

4V

22

4==N

El campo cercano es menor cuanto mayor es

Campo lejano o de FraunhoferEl haz tiene una intensidad mucho ms uniforme a distancias largas, campo lejano o de Fraunhofer, en el que la onda se comporta como si fuera emitida por el centro geomtrico del oscilador

La expresin de la anchura angular de la onda viene dado por

1.22sen =


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Valores tpicos de frecuencias, longitudes de onda, anchura angular, dimetro de oscilador distancias de campo cercano para muestras de acero

Dimetros de oscilador, Frecuencia , MHz

Longitud de onda , cm 0.95 cm N, cm

1.27 cm N, cm

1.9 cm N, cm

2.54 cm N, cm

1 0.581 4810 0.15 34 0.27 2152 0.61 1610 1.12.25 0.259 1923 0.34 1425 0.61 925 1.37 733 2.455 0.116 834 0.77 625 1.4 416 3.06 310 5.510 0.058 416 1.53 311 2.73 28 6.13 136 10.95


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Osciladores ultrasnicosLas ondas de ultrasonidos se generan por medio de osciladores en los que un pulso elctrico rpido y repentino (tiempo de ataque < 10ns), es convertido en una vibracin mecnica de alta frecuencia en el slido

Fundamentos fsicos de la emisin de ondas ultrasnicasEfecto piezoelctrico y ferroelctrico: Cristales con estructuras asimtricas sujetos a presin, desplazan cargas elctricas en caras opuestas del cristal, mientras cambian sus dimensiones. El efecto inverso ocurre al aplicar un potencial elctrico, lo que provoca un cambio en las dimensiones del cristal. Es el mtodo ms utilizado en END

Materiales: Cristales piezoelctricos simples, Cermicas ferroelctricas policristalinas, plsticos ferroelctricos, resinas


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Efecto de magnetostricin: El material ferromagntico cambia sus dimensiones con la magnetizacin (uso muy limitado en END)Materiales: Ferromagnticos, Ni

Acstica electromagntica: Corrientes inducidas con radiofrecuencias en un conductor elctrico en un campo magntico provocan una vibracin superficial

Materiales: conductores elctricos

Generacin lser: calentamiento localizado por pulsos lser provocan expansiones y contracciones muy rpidas del material

Material: todos los slidos y lquidos


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Osciladores ultrasnicos en END

Material piezoelctrico: Cristal de cuarzo

Cermica ferroelctrica policristalina, PZT5

Se caracterizan por la deformacin producida al aplicrsele en campo elctrico F, e inversamente, por el campo F generado al aplicar una tensin mecnica

En ambos casos la relacin entre perturbacin mecnica y elctrica es lineal:

= F

F =

, constantes piezoelctricas, relacionadas por la ley de Hooke:

1 Young de Mdulo =E


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Buen transmisor: alta

Buen receptor: alta

Caractersticas de los osciladores

Incompatible segn la ley de Hooke

Material Tipo ZmV-1 x 10-12 mV-1Pa-1 x 10-3 106 kg/m2 s

Cuarzo Cristal piezoelctrico 2.3 58 15.2simple

Titanato Zirconato Cermica policristalina 374 15 28-30de Plomo PZT5 ferroelctrica

Sulfato de litio Cristal piezoelctrico 16 175 11.2simple


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Amortiguacin del cristal

Es la respuesta de resonancia del cristal al aplicarle una corriente elctrica

Parmetro importante en un sistema emisor-receptor: la recepcin no se activa hasta que el pulso no ha salido completamente del cristal

Zona muerta: distancia correspondiente al tiempo durante la cual no se activa la recepcin de ondas, y en la cual el equipo no ser capaz de detectar discontinuidades

Ver figura de la diapositiva 43

El pulso de ultrasonidos tiene una duracin de 1 s. Debido a la gran amplitud del eco procedente de la frontera palpador-pieza, que implica gran anchura temporal en el detector, los ecos de discontinuidades recibidos en tiempos incluidos dentro de ese eco se confunden con l.

Este efecto se puede minimizar, siempre que sea posible, con las siguientes tcnicas: uso de pulsos ms cortos, cubetas de inmersin, sistemas retardados, utilizacin de sistemas duales palpador-receptor


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Un oscilador consta de un elemento activo (PZT, PMN,...), superficie de adaptacin (protectora del elemento activo), platina trasera de alta densidad (absorbente de ondas sonoras ) y conexiones elctricas


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Ensayos de inmersin

Es el procedimiento ideal para mantener en todo el ensayo un buen acoplamiento entre el palpador y la muestra. Garantiza un acoplamiento uniforme en todo el ensayo, facilita el trabajo con formas complejas, es apropiado para exploraciones 2D, aumenta la detectabilidad de pequeos defectos.


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Sistemas de ensayo pulso - eco

Los procedimientos de ensayo se clasifican segn la siguiente lista

A-scan: deteccin unidimensional a partir de ecos ultrasnicos

B-scan: consiste en una serie de A-scan paralelos, y conduce a una deteccin bidimensional

C-scan: consiste en una serie de A-scan paralelos en los que se restringe el tiempo de deteccin. Esto equivale a un B-scan en una cierta profundidad de la muestra. Barriendo los tiempos de deteccin se consigue una vista tridimensional.

M-mode: serie de A-scan en diferentes tiempos. Es un ensayo dinmico


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Sistema B - Scan

Sistema automtico para la inspeccin de uniones adhesivas


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Calibracin de equipos

Para relacionar la seal del osciloscopio con la deteccin de reflectores o inhomogeneidades en una pieza es precisa la utilizacin de un objeto de referencia, denominados bloques o patrones de calibracin

Hay diferentes patrones, segn sea el tipo de medida a realizar, pero los ms usuales son los siguientes:


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Patrn IIW-A2 (International Institute of Welding). Es el de uso ms extendido.Proporciona calibraciones de distancia, sensibilidad, resolucin, localizacin de punto emisor y receptor, y ngulo de propagacin del sonido en incidencia angular


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Patrn angular. Proporciona calibraciones de distancia para palpadores angulares, localizacin d

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