ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DE LÍQUIDOS PENETRANTES Y PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DE LÍQUIDOS PENETRANTES Y PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Para la elaboración de este ensayo se establecen similitudes y diferencias entre ambos métodos y qué tipo de fallas pueden ser detectadas mediante estos. En este sentido, la ejecución de cada uno de ellos requiere normas de seguridad que deben ser consideradas, de esta manera, las dimensiones quedan establecidas en las normas ASTME Internacional (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales por sus siglas en inglés). Al final se estructura un cuadro comparativo entre las Normas ASTM involucradas en este ensayo.

Norma de Método de Prueba para Examen de Líquido Penetrante ASTM SE-165-95

Alcance

Este método de prueba cubre los procedimientos para el examen penetrante de materiales. Son métodos de prueba no destructivos para detectar discontinuidades que están abiertas a la superficie, como grietas, juntas, vueltas frías, laminados, fugas o falta de fusión y son aplicables en el proceso, el examen final y el mantenimiento. Se pueden utilizar eficazmente en el examen de materiales metálicos no porosos, como cerámica esmaltada o totalmente densificada, ciertos plásticos no porosos y vidrio.

Significado y Uso

Los métodos de examen con líquido penetrante indican la presencia, la ubicación y, hasta cierto punto, la naturaleza y la magnitud de las discontinuidades detectadas.  Cada uno de los diversos métodos ha sido diseñado para usos específicos, como artículos de servicio críticos, volumen de piezas, portabilidad o áreas de examen localizadas. El método seleccionado dependerá de los requisitos del servicio.

Clasificación de Exámenes Penetrantes  Tipos y Métodos

Tipo I – Exámenes Penetrantes Fluorescentes

Método A – Agua-lavable (ver Método de Prueba E 1209) Método B – Postemulsificable, Lipofílico (ver Método de Prueba E 1208)  Método C – Solvente removible (ver Método de Prueba E 1219)

Tipo II – Exámenes Penetrantes Visibles

Método A – Agua-lavable (ver Método de Prueba E 1418)  Método C – Solvente removible (ver Método de Prueba E 1220)

           Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination SE-165

                                                                                                                  

Tipo de Materiales

Examen de materiales de líquidos penetrantes consisten de fluorescentes y penetrantes visibles (base de aceite y agua de base; de rápida y lenta acción), solventes removibles y desarrolladores. Una familia de exámenes de materiales de líquidos penetrantes consiste en la aplicación del penetrante y emulsionar o remover, como recomendación para los fabricantes. Entremezclar los materiales de varios fabricantes no es recomendable.

                                                    Notas de Seguridad

NOTE 1: - El desarrollador puede ser omitido por acuerdo entre el comprador y proveedor.

NOTE 2: Precaución – El examen penetrante fluorescente no debe seguir un examen penetrante visible a menos que el procedimiento se haya calificado según lo acordado con procedimiento calificado, porque tintes visibles puede causar deterioro o apagamiento de tintes fluorescentes.

NOTE 3: - Referente a impurezas para requerimientos especiales de sulfuro, halógeno y contenido de metales alcalinos.

NOTE 4: Precaución – Mientras que los materiales penetrantes aprobados no afectarán adversamente  materiales metálicos comunes, algunos plásticos o las gomas pueden ser hinchadas o teñidas por ciertos penetrantes.

NOTE 5: Peligro – Estos materiales pueden ser inflamables o emitir vapores peligrosos y tóxicos. Observe todas las instrucciones de los fabricantes y precauciones.

Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination SE-165

Norma Guía para Pruebas de Partículas Magnéticas ASTM E 709 – 08

Alcance

Está guía describes técnicas para seco y mojado ambas pruebas de partículas magnéticas, un método no destructivo para la detección roturas y otras discontinuidades en la superficie o cerca de la superficie de materiales ferromagnéticos. La prueba de partículas magnéticas puede ser aplicada a materias primas, materiales semiterminados (billetes, floraciones, fundiciones y piezas forjadas), materiales terminados y soldaduras, sin importar el tratamiento o la falta del mismo. Es útil para prevenir pruebas de mantenimiento.

Significado y Uso

El método de partículas magnéticas es una prueba no destructiva que indica la presencia de discontinuidades en la superficie y cerca de la superficie en materiales que pueden ser magnetizados (ferromagnéticos). Estos métodos pueden ser usados para exámenes de producción de partes/componentes o estructuras y para campos de aplicación donde la portabilidad de los equipos y accesibilidad al área a ser examinados son factores. La habilidad de los métodos  para encontrar pequeñas discontinuidades puede ser mejorada por el uso de partículas fluorescentes suspendidas en un vehículo adecuado  y por la introducción de un campo magnético de fuerza apropiada cuya orientación es lo más cercana posible a los 90° a la dirección de la sospechosa  discontinuidad. Una superficie más suave o un pulso de corriente mejora la movilidad de la partícula magnética bajo la influencia del campo magnético a recoger sobre la superficie donde se produce la fuga de flujo magnético.

Equipos

Tipos- Hay un número de tipos de equipos disponible para magnetización ferromagnética de partes y componentes. Con la excepción de un imán permanente, todos los equipos requieren una fuente de poder capaz de entregar el nivel de corriente requerido para producir el campo magnético. La corriente usada dicta las dimensiones del cable  y la capacidad de los relés, switching de contactos, metros y rectificadores si la fuente de poder es de corriente alterna.

Norma de Prácticas para Exámenes de Ultrasonido para Tuberías y Tubos Metálicos         ASTM E 213 -04

Alcance

La práctica cubre un procedimiento para la detección de discontinuidades en tuberías y tuberías metálicas durante una examinación volumétrica usando métodos ultrasónicos. Técnicas específicas de los métodos de ultrasonido que para la aplicación de esta práctica incluye técnicas de pulso reflexión, ambas de contacto y sin contacto (por ejemplo, como la descrita en la guía E 1774), y técnica inmersa de haz en ángulo. Reflectores artificiales que consisten en longitudinal, y, cuando sea especificado el uso de partido o partidos, muesca de referencias transversales colocados sobre la superficie de una referencia normal son empleados como medios  primarios de normalización en sistemas de ultrasonido.

Significado y Uso

El propósito de esta práctica es delinear un procedimiento para la localización y detección de discontinuidades significativas tales como hoyos, vacíos, inclusiones, grietas, divisiones, etc., por métodos de pulso reflexión ultrasónica.

Aparatos

Los aparatos serán del tipo eco pulso y serán capaz de detectar las muescas referentes del tipo descrito en la sección 11 a las sugerencias ampliadas en la producción normalizada descritas en la sección 12. Un canal independiente (o canales) de instrumentación serán empleadas para monitorear individualmente las respuestas desde la longitudinal y, cuando sea requerido, una unidad de búsqueda transversal. Los instrumentos de pulso repetición rara vez serán capaz de ser ajustados para evaluar a una altura lo suficientemente que asegure la detección de la muesca para la tasa de escaneo empleado. El instrumento será capaz de esta taza de pulso repetición sin falsos indicativos debido al reflejo espurio o interferencia desde otro instrumento y unidad de búsqueda serán usados para la examinación simultánea en otras direcciones o a lo largo de otras rutas de escáner.

Norma para la Práctica por Examinación Ultrasónica de Tubos Soldados Longitudinalmente  y Tubería ASTM E 273-93

Alcance

Esta práctica describe generalidades de procedimientos para pruebas ultrasónicas para la detección de discontinuidades en la soldadura y zonas afectadas por el calor adyacente de tuberías y tubos. También destinado para tubular productos que tienen diámetros mayor o iguales a 2 pulgadas (mayor o igual a 50 milímetros) y espesores de pared de 1/8 a 1/16 de pulgadas (3 a 27 milímetros).

Aparatos

Los instrumentos y accesorios de equipos serán capaz de producir, recibir, amplificar, y mostrar pulsos eléctricos a frecuencias y  tazas de pulso considerando la necesidad por el uso de partes. Ellos serán capaz de distinguir los reflectores de referencia descritos en la sección 7 para la ampliación requerida en la calibración delineada en la sección 8.

Notas de Precaución

NOTA 1- Precauciones deben ser tomadas cuando se examinen tubos o tuberías cerca de los límites inferiores especificados. Ciertas combinaciones de búsqueda en el tamaño de la unidad, frecuencia, espesores de pared delgada, y diámetros pequeños podrían causar la generación de sonidos no deseados que pueden producir resultados de pruebas erróneas.

NOTA 2- Los métodos de prueba inmersa pueden incluir tanques, unidades de búsqueda de ruedas o sistemas de burbujeo.

Standard Practice for Ultrasonic Examination of Longitudinal Welded Pipe and Tubing ASTM E 273-93

Cuadro Comparativo
Norma ASTM	Similitudes	Diferencias
SE-165-95	Métodos de pruebas no destructivos para la detección grietas y discontinuidades  sobre la superficie.	Se pueden utilizar eficazmente en el examen de materiales metálicos no porosos por medio de líquidos penetrantes
E 709-08	Métodos de pruebas no destructivos para la detección grietas y discontinuidades  sobre la superficie.	Aplicada a materias primas, materiales semiterminados, materiales terminados y soldaduras, sin importar el tratamiento o la falta del mismo a través de pruebas de partículas magnéticas.
E 213-04	Métodos de pruebas no destructivos para la detección grietas y discontinuidades  sobre la superficie.	Se ejecuta en tuberías y tuberías metálicas durante una examinación volumétrica usando métodos ultrasónicos.
E 273-93	Métodos de pruebas no destructivos para la detección grietas y discontinuidades  sobre la superficie.	Es para pruebas ultrasónicas en soldaduras y zonas afectadas por el calor adyacente de tuberías y tubos.

 Ensayos no destructivos: ultrasonido

Es un metodo de inspeccion que pertenece al tipo de ensayos no destructivos (END). Se basa en el fenomeno que provoca la reflexion de las ondas acusticas en un objeto. Mide las diferentes reflexiones que se producen cuando las ondas acusticas encuentran discontinuidades en su propagacion. 

¿Por que se debe realizar un ensayo de ultrasonido?: Este tipo de ensayos se debe realizar para controlar que no exista ningun tipo de fisura en la estructura de un objeto. Por ello se realizan tanto en la ejecucion  del proceso de construccion, como durante el proceso de control de calidad. Tambien estos ensayos no destructivos se realizan para medir el espesor que ha dejado residuos en el interior o para identificar interfaces que hayan sido coladas o soldadas.

La mayoria de los instrumentos de inspeccion ultrasonica detectan fallas monitoreando uno mas de los siguientes puntos:

- La reflexion del sonido de las interfaces consistentes en los limites del material o en discontinuidades dentro del material mismo.

- El tiempo de transito de la onda de sonido durante la prueba dentro de la pieza desde el punto de entrada del transductor hasta el punto de salida.

- La atenuacion de las ondas de sonido en la pieza debido a la absorcion y dispersion de la pieza.

La mayoria de las inspecciones ultrasonicas son realizadas en frecuencias entre 0.1 y 1.25 MHz. Las ondas de ultrasonido son vibraciones mecanicas, las amplitudes de las vibraciones producen esfuerzos en las piezas por debajo de su limite elastico, de esta manera los materiales no produciran deformaciones plasticas. 

Equipo basico para ejecutar un ensayo por ultrasonido: La mayoria de los equipos de inspeccion por ultrasonido incluyen:

- Un generador electronico de señal que produce rafagas de voltaje alternadas.

- Un transductor que emite un haz de ondas ultrasonicas cuando las rafagas de voltaje alternado son aplicadas.

- Un acoplador para transferir la energia de las ondas de ultrasonido a la pieza de trabajo.

- Un acoplador que transfiere la salida de las ondas de sonido (energia acustica), de la pieza al transductor.

- Un transductor (puede ser el mismo que el transductor que inicia las ondas ultrasonicas o puede ser otro diferente), para aceptar y convertir las ondas de ultrasonido de salida de la pieza de trabajo en rafagas de voltaje. En la mayoria de los sistemas un transductor simple actua como emisor y receptor.

- Un dispositivo electronico para amplificar y modificar las señales del transductor.

- Un dispositivo de salida que muestre la informacion resultante y la proyecte ya sea impresa o en pantalla.

- Un reloj electronico o un cronometro para controlar la operacion de varios componentes del sistema.

caracteristicas de las ondas ultrasonicas: Las ondas ultrasonicas son ondas mecanicas (en contraste por ejemplo con los "Rayos X", que son ondas electromagneticas), que consisten en vibraciones oscilatorias de particulas atomicas o moleculas de una sustancia. Las ondas de ultrasonido se comportan igual que las ondas de sonido audible. Se pueden propagar a traves de un medio elastico, ya sea solido, liquido o gaseoso, pero no al vacio.

En varios aspectos, un haz de ultrasonido es similar a un haz de luz, ambos son ondas y obedecen a la ecuacion general de ondas. Cada onda viaja con caracteristicas diferentes las cuales dependen del medio en el que se propaguen no de las caracteristicas de la onda. Como un haz de luz, un haz de ultrasonido es reflejado de las superficies, refractado cuando cruza las fronteras entre dos sustancias que tienen diferentes caracteristicas de velocidades y difractados en los bordes o alrededor de los obstaculos.

Propagacion de las ondas: Las ondas ultrasonicas (y otras ondas de sonido), se propagan en cierta medida en cualquier material elastico. Cuando las particulas atomicas o moleculares de un material elastico son desplazadas de sus posiciones de equilibrio por cualquier fuerza aplicada, esfuerzos internos actuan para restaurar o reacomodar a sus posiciones originales. Debido a las fuerzas interatomicas que existen entre las particulas adyacentes del material, un desplazamiento en un punto induce un desplazamiento en los puntos vecinos y asi sucesivamente, originando entonces una propagacion de ondas de esfuerzo-deformacion. El desplazamiento real-material que se produce en las ondas ultrasonicas es extremadamente pequeño. La amplitud, modo de vibracion y velocidad de las ondas se diferencian en los solidos, liquidos y gases debido a las grandes diferencias entre las distancias de sus particulas internas. Estas diferencias influencian las fuerzas de atraccion entre particulas y el comportamiento elastico de los materiales.

Propiedades de las ondas ultrasonicas:  Las ondas ultrasonicas pueden desplazarse por el medio en forma de ondas longitudinales (las particulas vibran en la direccion de propagacion de la onda), transversales (las particulas vibran perpendicularmente), o de superficie (los movimientos de las particulas forman elipses en un plano paralelo a la direccion de propagacion y perpendicular a la superficie). Los ultrasonidos tienen una caracteristica muy importante que los diferencia de los sonidos de menor frecuencia, la direccionalidad, es decir, la onda ultrasonica no se propaga en todas direcciones sino que forma un haz de pequeño tamaño que puede ser "enfocado". Ademas, de un modo analogo a lo que sucede con una onda luminosa, se pueden aplicar lentes acusticos que pueden modular el haz ultrasonico. Esto permite focalizar el haz sobre la zona a explorar, quedando fuera de foco las que estan situadas por delante o detras de ese punto, es decir, lo mismo que en las ondas luminosas.

ventajas de los ensayos por ultrasonido:

- Poder superior de penetracion: El cual permite la deteccion de defectos bajo la superficie del material. La inspeccion por ultrasonido es realizada en alrededores de espesores de unos pocos metros en muchos tipos de partes y espesores cerca de 6 metros en inspeccion axial de partes como en la longitud de un eje de acero o rotores forjados.

- Alta sensibilidad: Permite la deteccion de defectos extremadamente pequeños.

- Mayor exactitud que otros metodos no destructivos en la determinacion de la posicion de defectos internos, el calculo de su tamaño, y caracterizar su orientacion, forma, y naturaleza.

- Solamente necesita una superficie para acceder.

- La operacion es electronica, que proporciona indicaciones casi instantaneas de defectos. Esto hace  el metodo conveniente para la interpretacion inmediata, la automatizacion, la exploracion rapida, la supervision en linea de la produccion, y el control del proceso. Con la mayoria de los sistemas, permanente los resultados de la inspeccion se puede anotar para la referencia futura.

- Capacidad volumetrica de la exploracion: Permite la inspeccion de un volumen de metal que extiende de superficie delantera a la superficie trasera de una pieza.

- Proporciona una salida que se puede procesar digital por una computadora para caracterizar defectos no destructivos en las partes del metal.

Desventajas del ensayo por ultrasonido

- La operacion manual requiere la atencion cuidadosa de tecnicos experimentados.

- El conocimiento tecnico extenso se requiere para el desarrollo de los procedimientos de la inspeccion.

- Las piezas que son asperas, irregulares en forma, muy pequeña o fina, o no homogeneos son dificiles de examinar.

- Las discontinuidades que estan presentes en una capa baja inmediatamente debajo de la superficie pueden no ser perceptibles.

- Couplants es necesario proporcionar una transferencia efeicaz de la energia de onda ultrasonica entre los transductores y las piezas que son examinadas.

- Los estandares de referencia son necesarios, para calibrar el equipo y para caracterizar defectos.

Usos de los ensayos por ultrasonido:

Deteccion de defectos: la inspeccion por ultrasonido ha sido aplicada en la deteccion de defectos en fundiciones y partes de metal trabajado en soldadura, investigaciones en soldaduras ovaladas y desarrollo, produccion y servicio. La inspeccion por contacto, tiene una aplicacion mas extensa que la inspeccion de inmersion, no porque ello implique que el equipo es portatil (permitiendo la inspeccion de campo), sino tambien porque es versatil y aplicable a una amplia variedad de situaciones. La inspeccion en contacto, sin embargo, una sustancia como el aceite, grasa, o pasta es una extension en la superficie de la parte que actua como un cople; esta sustancia es algunas veces dificil de remover despues de la inspeccion. Por contraste, el agua empleada como un complemento en la inspeccion por inmersion provee buenos acoplamientos acusticos (hasta superficies irregulares rugosas, como podria ocurrir en las arenas de fundicion atrapadas), pero no presenta problemas para remover. La inspeccion por inmersion es sobre todo especialmente adaptable al mecanizado, y aplicaciones de produccion en linea.

inspeccion de fundiciones: La inspeccion por inmersion y contacto son usadas en la deteccion de defectos en fundiciones, como: poros, gotas, fracturas, contracciones, huecos e inclusiones. Aunque la inspeccion por inmersion es preferida para fundiciones teniendo superficies irregulares y asperas. La seleccion de la tecnica es una instancia especifica dependeria mayormente en el tamaño de la fundicion y forma. Porque algunas fundiciones tienen grano grueso, la baja frecuencia del ultrasonido quizas tenga que ser usada, fundiciones de algunos materiales con grano grueso, hacen la inspeccion por ultrasonido impracticable debido a la extensa dispersion del sonido. Algunos de estos materiales incluidos como: latones, aceros inoxidables, aleaciones de titanio y fundiciones de hierro.

figura. fundicion por inmersion y por contacto.

Inspeccion de productos primarios - Mill: La inspeccion por ultrasonido es el metodo mas confiable para la deteccion interna de defectos en forja, rolado o extrusion de lingotes, rolado de lingote o placa. Es capaz de encontrar defectos relativamente pequeños bajo la superficie de la pieza. Las corrientes de Eddy, particulas magneticas, son menos sensitivas a detectar defectos internos, la radiografia es otro metodo aplicable para la inspeccion de los productos primarios mill, pero es lenta, muy costosa y generalmente menos confiable que la prueba por ultrasonido para estas especificaciones. La inspeccion por ultrasonido es empleada para la deteccion y localizacion de poros, bolsas de contracciones, rupturas internas, escamas e inclusiones metalicas en lingotes, placas, acero en barras con tamaños arriba de 1.2 metros, el espesor en cada metal como aluminio, magnesio, titanio, circonio, aceros al carbon, aceros inoxidables, aleaciones de alta temperatura y uranio. Estos productos son usualmente inspeccionados con un haz directo tipo contacto que busca la unidad, el cual a menudo es portatil, la inspeccion por inmersion tambien es usada. una tecnica para inspeccionar la forma de estos productos es la transmision de un haz de sonido a traves de la longitud del producto; el regreso de la reflexion obtenida es fuerte, indica la presencia de un defecto.

figura. equipo empleado en los ensayos por ultrasonido.

inspeccion de Forjas: las forjas pueden ser inspeccionadas por ultrasonido para defectos internos como bolsas de contracciones, rupturas internas, escamas e inclusiones no metalicas, la inspeccion usualmente es realizada con frecuencias de 1 a 5 MHz, con el haz normal a la superficie de la forja y la direccion al maximo trabajo, esta orientacion es mejor para la deteccion de mas defectos en forjas, el angulo de haz de inspeccion que emplea ondas de corte se utiliza a veces para los anillos o huecos en la forja.

La inspeccion de contacto es realizada en mas forjas que tienen dimensiones bastante uniformes. Debido a la dificultad en completar el contacto con la inspeccion de forma irregular en la forja, la inspeccion por inmersion puede ser preferible. una alternativa, la inspeccion por contacto puede ser realizada en una etapa mas facil de produccion antes de que inicien las formas irregulares; sin embargo, una superficie rugosa maquinada es recomendada.

La inspeccion por contacto es tambien usada para inspeccionar forjas en servicio, por ejemplo: los rieles de los ferrocarriles, los cuales pueden ser analizados con el equipo portatil el cual fe desarrollado para este proposito.

Equipo de ultrasonido portátil

Inspección de productos de rolado

Laminados en tiras, planchón y placas pueden ser inspeccionados ultrasónicamente mediante el uso haz directo o ángulo de haz, eco-pulsado, técnicas para inspección por inmersión; la inspección por contacto es más ampliamente usada. Con haz directo la inspección de tope de la superficie de una pieza de prueba, discontinuidades planares a las que los productos laminados son susceptibles son fácilmente detectados y sus límites y localizaciones son fácilmente y con precisión determinados.

Inspección superior de haz directo

Es empleado en la placa de rolado para detectar laminaciones, exceso de venillas o inclusiones no metálicas. Las laminaciones son particularmente perjudiciales cuando las piezas cortadas de la placa están siendo subsecuentemente soldadas a una forma de ensamble estructural grande. Las laminaciones usualmente ocurren centradas en el espesor de la palca y son usualmente centradas en el ancho de rolado de la placa.

La laminación no se extiende a la superficie excepto en cizallas o bordes por corte de flama y tal vez sea difícil la detección visual a menos que la laminación sea gruesa. Por estas razones, la inspección ultrasónica es solamente confiable en el camino de inspección a placa por laminación.

Frecuencia 2.25 MHz en unidades de búsqueda de 20 a 30 mm (3/4 a 11/8 in) en diámetros.

Altas y bajas frecuencias pueden ser necesarias para tamaño de grano, microestructura o espesor del material a inspeccionar. La superficie de la placa debe ser limpiada y libre de escalas que podrían afectar la transmisión acústica. Complementos empleados para la inspección por contacto incluyen, aceite, glicerina o agua conteniendo un agente húmedo y un inhibidor de herrumbre. Estos son usualmente aplicados en una delgada lámina con brocha.

Inspección de borde de haz directo

Se emplea para analizar cantidades larga de placas de acero con anchos de 1.2 a 2.1 m y espesores de 20 a 30 mm.

La inspección por borde es rápida, un haz ultrasónico es dirigido de un borde solamente a través de la placa perpendicular a la dirección de rolado. A medida que se incrementa la longitud de la placa el haz de sonido tiende a perderse.

Figura a) 1.5 m y b) 2.4 m

Inspección por ángulo de haz

Puede ser usada para la inspección de placas de rolado. Con la inspección de Angulo de haz, es posible inspeccionar el ancho de la placa simplemente moviendo la unidad de búsqueda a lo largo del borde de la placa. Sin embargo, algunas especificaciones requieren que para un cubrimiento total de la placa la unida de búsqueda sea localizada en la parte superior de la superficie, direccionada hacia un borde, y alejada del mismo hasta que el borde contrario sea alcanzado.

La unidad de búsqueda empleada por el ángulo de haz para la inspección de placa es por lo general de 45 a 60° ondas en el material a ser inspeccionado.

Inspección de extrusiones y formas de rolado

Defectos en extrusiones y en formas de rolado están usualmente orientadas longitudinalmente, que es, paralela a la dirección de trabajo. Ambos contactos y la inspección por inmersión son usados para estos defectos. Usualmente emplean un haz longitudinal o la técnica de ángulo de haz. En algunos casos, las ondas superficiales son empleadas para detectar fracturas superficiales o defectos similares.

Extrusión en frió para partes de acero

Este tipo de material está sujeto a estallidos internos llamados chevrons, este tipo de defecto es fácilmente detectable también por inspección directa de haz (onda longitudinal) con la unidad de contacto al final de la extrusión o por inspección de haz de ángulo (onda esquilar) con la unidad de búsqueda en contacto con el lado de la extrusión.

En un procedimiento empleando la inspección en frío realizada al eje del árbol de un automóvil por galones, un ángulo variable columna de agua fueron empleadas por la unidad de búsqueda. El eje del árbol que era inspeccionado fue sostenido horizontalmente por un accesorio portátil de la unidad de inspección mostrado en la Fig. a) siguiente.

El ángulo variable la columna de agua de la unidad de búsqueda fueron empleados para producir un haz de sonido en 1.6 a 2.25MHZ y fue ajustado hasta que el haz entrara en el eje a 45° del eje del árbol. Esto permitió que el haz viajara la longitud del eje Fig. b) se reflejara en el borde de la rueda. Un instrumento dual-gated fue empleado para permitir un sistema a prueba de averías y asegurar la inspección apropiada de cada eje.

También por este método se realizan inspecciones a:

• Extrusiones de aluminio.
• Barras de acero y tubos.
• Rieles de ferrocarril
• Tubería sin costura y tubos.

Equipo mecanizado para inspección simultanea de ultrasonido y corrientes de Eddy
para una barra o tubería.

Inspección de uniones de soldadura

Las uniones soldadas pueden ser inspeccionadas ultrasónicamente empleando el haz direccionado o la técnica de ángulo de haz. La técnica de ángulo de haz es empleada muy a menudo, una razón es que el transductor no tiene que ir en el lugar de superficie de la soldadura, pero es colocado típicamente en la superficie lisa a lado de la soldadura. Con la inspección de ángulo de haz, el ángulo es por lo general seleccionado para producir la esquila de ondas en la parte a inspeccionar en un grado óptimo para encontrar los defectos.

Los tipos de defectos usualmente encontrados son poros, escoria atrapada, penetración incompleta, fusión incompleta y fracturas, serios defectos, como las fracturas y fisión incompleta, usualmente se extienden longitudinalmente a lo largo de la soldadura y dan señal de limpieza especial cuando el haz de sonido golpea sus ángulos. Una porosidad esférica produciría una pequeña amplitud de eco, siempre y cuando el haz de sonido golpe en el ángulo de la unión. Inclusiones de escoria pueden producir pasos de indicaciones, que son el ángulo máximo derecho a la orientación de la escoria. Una inclusión grande puede producir señales múltiples.

Tipos de ensayos por ultrasonido

Ensayo por ultrasonido convensional: Se realiza con un transductor de mano o palpador. Este palpador se debe colocar sobre la superficie del objeto para poder realizar la medicion. En la inspeccion manual el inspector actua directamente en la ejecucion del examen, o sea, es responsable de la correcta aplicacion de los procedimientos de inspeccion, tanto en la manipulacion de los palpadores como en la interpretacion de los datos.

Ensayo por ultrasonido avanzado: Recibe el nombre de ultrasonido automatico. Estos ensayos se pueden realizar por los siguientes metodos o tecnicas. 

Ensayo por ultrasonido automatico con el metodo pulso-eco: Se realiza dividiendo la soldadura en zonas y empleando para cada una de ellas un palpador especifico. Este metodo de trabajo implica emplear un palpador para cada zona, variando el numero ellos segun el perfil y el espesor de la soldadura. Los palpadores, montados sobre un carro, se desplazan en sentido circunferencial en torno a la soldadura manteniendo una distancia constante con respecto a la linea central de la misma.

Principio de los métodos eco-pulsados:

La mayoría de los equipos de eco-pulsado consisten en:

• En reloj electrónico.
• Un generador electrónico de señal o pulsador.
• Un transductor de envío.
• Un transductor de recepción.
• Un amplificador de eco-señal.
• Un dispositivo de salida.

PRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN ECO-PULSADA

La información del método de eco-pulsado puede ser desplegada en diferentes formas. Las formas básicas son:

Escaneos-A: Este formato provee un desplegado cuantitativo de señales y tiempo de vuelo obtenidos en un punto simple en la superficie de la pieza. El desplegado del escaneo tipo A, que es el formato más utilizado, puede ser empleado para analizar el tipo, localización y tamaño de una falla.

Escaneos-B: Este formato provee un desplegado cuantitativo de "tiempo de vuelo" obtenido a través de una línea de la pieza. El escaneo tipo B muestra la profundidad relativa de los reflectores y es usado principalmente para determinar el tamaño (longitud en una dirección), localización (posición y profundidad) y de alguna manera la forma y orientación de fallas largas.

Escaneos-C: Este formato provee un desplegado semi-cuantitativo o cuantitativo de señales de amplitudes obtenidos sobre un área de la pieza a evaluar.

Esta información puede ser utilizada para ubicar las fallas en una vista de la pieza de trabajo.

Los escaneos tipo A y B son generalmente presentados en la pantalla de un osciloscopio, los escaneos tipo C son almacenados por una máquina de de coordenadas o desplegados en un monitor de computadora.

Desplegado del escaneo tipo A.

Es básicamente una gráfica de amplitud versus tiempo, en la cual una línea horizontal sobre un osciloscopio indica el tiempo transcurrido mientras que el eje vertical indica las deflexiones (llamadas indicaciones o señales) representan los ecos.

El tamaño de la falla se puede estimar comparando la señal de la amplitud de una discontinuidad con una señal de una discontinuidad de un tamaño y forma conocido. La señal de discontinuidad debe de ser corregida para evitar pérdidas de distancia.

La localización de la falla (profundidad) se determina por la posición del eco de la falla en la pantalla del osciloscopio.

Desplegado del escaneo tipo B.

Es básicamente una gráfica de tiempo versus distancia, en el cual un eje ortogonal en el desplegado corresponde al tiempo transcurrido, mientras que el otro eje representa la posición del transductor a través de una línea sobre la pieza de trabajo relativa a la posición del transductor al inicio de la inspección.

La intensidad del eco no es medida directamente porque ya es medida en el escaneo tipo A, pero es regularmente indicada semi-cuantitativamente por el brillo relativo del eco que generan las indicaciones en el osciloscopio.

Las funciones del sistema son idénticas al tipo A excepto por que el desplegado es realizado sobre una pantalla de osciloscopio. Los ecos están indicados por puntos brillantes en la pantalla a diferencia del A que maneja deflexiones.

Desplegado del escaneo tipo C.

Almacena ecos de las porciones internas de las piezas a examinar como función de la posición de cada interface reflectiva dentro de un área.

La profundidad de la falla normalmente no es almacenada, pero puede ser medida semi cuantitativamente

INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN ECO-PULSADA

La interpretación de la información eco-pulsada es relativamente directa para el escaneo tipo B y tipo C. El escaneo tipo B siempre almacena la reflexión principal. Mientras que los ecos internos o pérdida de reflexión de respaldo o ambos son interpretados como indicaciones.

Método de transmisión

EL método de transmisión el cual incluye tanto reflexión como transmisión, involucra solo la medición de la atenuación o disminución de señal. Este método también se utiliza para la detección de fallas. En el método eco-pulsado, es necesario que una falla interna reflecte al menos una parte de la energía sonora sobre un transductor de recepción.

Los ecos de las fallas no son necesarios para su detección. El hecho de la que la amplitud de la reflexión de una pieza de trabajo es menor que la de una pieza idéntica libre de fallas implica que la pieza tiene una o más fallas. La técnica para detectar la presencia de fallas por la atenuación de sonido es utilizada en los métodos de transmisión así como en los métodos eco-pulsados.

La principal desventaja de los métodos de atenuación es que la profundidad de la falla no puede ser medida.

Ensayo por ultrasonido automatico con el metodo Phased Array: Este tipo de inspeccion se basa en utilizar palpadores con multiples cristales. Mediante la seleccion de un conjunto de ellos y aplicando los retardos apropiados, se pueden obtener diferentes angulos y focos. En la inspeccion de soldadura, esto supone que para lo que antes se empleaban varios palpadores, con esta tecnica se utiliza un unico palpador. 

Los ultrasonidos automaticos aportan ventajas significativas tales como:

- Minimizar el tiempo entre la ejecucion del ensayo y el informe de resultados, permitiendo la correccion inmediata de defectos sistematicos en el proceso y, en consecuencia, reducir el numero de reparaciones.

- No emplear fuentes radioactivas, siendo innecesarias, por lo tanto, la delimitacion de zonas de exclusion de personal y asi poder realizar el ensayo proximo al frente de soldadura.

- Mayor capacidad de deteccion de defectos lineales tales como las faltas de fusion.

- Permitir la localizacion de los defectos en profundidad, facilitando el proceso de reparacion.

- Permitir el dimensionamiento de los defectos en altura, para asi poder emplear criterios alternativos de aceptacion, como por ejemplo: el Engineering Critical Assessment.

Ensayos no destructivos: rayos x

¿QUÉ ES LA RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL?

La Radiografía industrial es un Ensayo No Destructivo que consiste en atravesar el componente a ensayar con un haz de radiación electromagnética ionizante (rayos gamma o rayos X). Esta radiación será más o menos absorbida por las discontinuidades internas de la pieza, llegando a la otra cara de la misma, con una intensidad de radiación distinta, e impresionando una película radiográfica, la cual, una vez revelada muestra la localización de dichas discontinuidad es.

¿Qué tipo de ensayo es la radiografía?

Por su naturaleza, al ser un ensayo no destructivo, no provoca ningún tipo de daño o alteración en la pieza que se inspecciona. Una vez realizada la inspección la pieza que ha sido tratada mantendrá sus mismas cualidades físicas sin ningún tipo de alteración.

Los ensayos de radiografía se pueden utilizar tanto materiales base (fundición) como para uniones por soldadura.

¿En qué se basa un ensayo por radiografía industrial?

En los ensayos de radiografía industrial se proyectan haces de radiación electromagnética ionizante. Estos haces pueden ser tanto de rayos gamma como de rayos X.

Se trata de un método de absorción diferenciada de la radiación por parte de la pieza que se está ensayando. La radiación será absorbida por el material en mayor o menor medida en función de la existencia o no de discontinuidades internas en la pieza.

Por ejemplo, si en una pieza existen poros, la radiografía, se observará más oscura dónde existen estos defectos; por el contrario, si existe sobre espesor, en la radiografía se podrá observar una zona más clara.

En función principalmente de la densidad del material (aunque también afecta el espesor), será necesario aplicar una técnica u otra para que los rayos traspasen el material.

Una vez que la radiación atraviesa la pieza, el resultado se queda como registro en una película radiográfica.

¿Por qué la utilización de la radiación electromagnética?

Se utiliza la radiación electromagnética en este tipo de ensayos ya que este tipo de radiación es capaz de propagarse a la velocidad de la luz. Con la ventaja de tener una menor longitud de onda y una mayor energía y poder de penetración.

Este tipo de radiación será la ideal para atravesar la pieza y poder descubrir la presencia de posibles discontinuidades de una forma rápida, fiable y precisa.

Tipos de ensayos por radiografía industrial

RADIOGRAFÍA CONVENCIONAL

SCI tiene los siguientes equipos para realizar radiografía industrial:

·         Equipos portátiles de gammagrafía con fuentes de Ir192, Se75.

·         Equipos fijos de gammagrafía para su utilización en búnker con fuentes de Co60.

·         Equipos portátiles de Rayos X de hasta 360 kV para su utilización en búnker y obra.

·         Equipos de Rayos X de potencial constante hasta 450 Kv para su utilización en búnker.

En la mayoría de sus delegaciones, SCI dispone de bunkers para el radiografiado. Existe también la posibilidad de instalar bunkers modulares en las instalaciones del cliente.

RADIOGRAFÍA CON ACELERADOR LINEAL

Desde finales del año 2009, SCI dispone de un acelerador lineal en sus instalaciones de Beasain(Guipúzcoa), destinado exclusivamente a la inspección radiográfica de grandes componentes, siendo la primera empresa española especializada en servicios de inspección que ofrece a sus clientes la posibilidad de radiografiar espesores de acero de hasta 300 mm de espesor. Para ello dispone de un acelerador lineal de 6 MeV para su utilización en búnker.

El empleo del acelerador lineal ha permitido a SCI darse a conocer en los países de nuestro entorno, en los que existe una demanda en auge en el sector metalúrgico de aplicaciones de este tipo.

RADIOGRAFÍA DIGITAL

La radiografía digital es una alternativa a la radiografía convencional en la que la película se sustituye por un sistema de captación cuya lectura ofrece una imagen radiográfica digitalizada.

La radiografía digital tiene importantes ventajas sobre la radiografía convencional entre las que podríamos destacar:

·         Menores tiempos de exposición.

·         Facilidad de archivo y envío de las imágenes.

·         Ausencia de un procesado químico de las películas.

·         Programas informáticos con potentes ayudas para la interpretación de imágenes.

Existen dos sistemas de captación de imágenes radiográficas:

·         Paneles de captura directa de imágenes (DR). Con este sistema un captador electrónico de imágenes adquiere directamente la imagen radiográfica y la presenta en la pantalla de un ordenador.

·         Escáner digital y Película digital (CR). Este sistema emplea soportes flexibles capaces de capturar una imagen digital y se emplean de manera similar a la película convencional. Estos soportes flexibles son procesados en un escáner digital que muestra la imagen radiográfica en la pantalla de un ordenador.

SCI dispone de ambos sistemas DR y CR, pudiendo ofrecerles el mejor servicio y asesoramiento en función de las necesidades de los clientes.

Los campos de aplicación de la radiografía digital son esencialmente los mismos que los de la radiografía convencional, aunque el empleo de software específicos para el análisis de imágenes permite nuevas aplicaciones de este método de ensayo. Entre estas nuevas aplicaciones se pueden destacar:

·         Medición de espesores en tubería calorifugada.

·         Medición de áreas de porosidad en componentes.

·         Medición de espesores en componentes.

DIGITALIZACIÓN DE RADIOGRAFÍAS

Como complemento a la radiografía digital, el servicio de Digitalización de Radiografías Convencionales supone una innovación en la conservación de los registros radiográficos (películas), resolviendo los problemas de archivo de estos.

La digitalización de las placas radiográficas se realiza con escáneres de muy alta resolución, lo que permite que la resolución y la calidad de las imágenes digitalizadas sean similares a las de la placa radiográfica convencional.

Las imágenes digitales obtenidas se pueden tratar de una manera similar a las placas radiográficas convencionales.

RADIOGRAFÍA AUTOMÁTICA

Desde que se comenzaron a utilizar en España equipos tipo Crawler para la Inspección Radiográfica Automatizada de Gasoductos y Oleoductos, la inspección de canalizaciones se ha optimizado en gran medida. Estos equipos posibilitan el examen de un gran número de soldaduras en menos tiempo y con mayor calidad.

SCI diseña y fabrica sus propios equipos Crawler, aptos para diámetros desde 3” a 60”, lo que ha permitido posicionarse como líder en España en el mercado de la inspección de oleoductos y gasoductos durante su construcción. Esto ha servido como trampolín para, a través de esta actividad, poder expandirse en el extranjero.