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Ensayos No Destructivos

(END) Convencionales

Ensayos No Destructivos (END) Convencionales

Los Ensayos No Destructivos (END) son herramientas fundamentales en el Control de Calidad o Garantía de Calidad de materiales, soldaduras, equipos, piezas o partes, verificación de montajes, desarrollo de procesos y para la investigación. La mayor parte de los END se diseñan para descubrir discontinuidades, tras lo cual hay que decidir si éstos son significativos o no de acuerdo con estándares de aceptación (códigos).

Los Ensayos No Destructivos son aplicables en conjunto para detectar todos los tipos de discontinuidades, eso quiere decir que el uso de un ensayo no excluye el uso de otros.

Inspección por Ultrasonido

El método de Ultrasonido se basa en la generación, propagación y detección de ondas elásticas (sonido) a través de los materiales, ya que por principio las ondas ultrasónicas pueden propagarse a través de todos los medios donde exista materia. Es una prueba confiable y rápida, que emplea ondas sonoras de alta frecuencia (0.25 a 25 MHz) producidas.

La realización del ensayo por ultrasonido requiere una serie de etapas, las cuales deben ser realizadas por personal altamente capacitado y entrenado en este ensayo.

Ya que la inspección ultrasónica se basa en un fenómeno mecánico, se puede adaptar para que pueda determinarse la integridad estructural de los materiales de ingeniería. Sus principales aplicaciones consisten en:

  1. Detección y caracterización de discontinuidades.
  2. Medición de espesores, extensión y grado de corrosión.
  3. Determinación de características físicas, tales como: estructura metalúrgica, tamaño de grano y constantes elásticas.
  4. Definir características de enlaces (uniones).
  5. Evaluación de la influencia de variables de proceso en el material.

Las principales ventajas de este ensayo son:

  • Elevada sensibilidad de detección.
  • Poca dependencia de la geometría de la pieza, bastando el acceso a una sola cara.
  • Posibilidad de inspeccionar volumétricamente el material.
  • Rapidez del examen y resultado inmediato.
  • Utilización de equipos portátiles.

 

Existen 3 formas básicas de inspección por ultrasonido: Scan A, Scan B y Scan C:

  • En el Scan A, el sonido viaja y al rebotar se analiza la onda que puede ser completa o media onda. La altura del pico está relacionada con el tamaño del defecto; y la distancia horizontal donde éste aparece, está relacionada con el recorrido sónico seguido por la onda dentro del material. Los patrones de calibración permiten posicionar el defecto con precisión y los patrones de referencia permiten establecer un nivel de comparación para estimar la severidad de los defectos.
  • El Scan B es la representación gráfica de los espesores obtenidos mediante ultrasonido, frente a la distancia recorrida por el palpador frente al tiempo. De esta manera, se logra un corte transversal de la pieza inspeccionada.
  • El Scan C es una presentación de la información de manera bidimensional, con un código de pseudo-colores que representa la profundidad o espesor del material.

Esta representación puede ser obtenida por un palpador monocristal con un manipulador robotizado o mediante el empleo de un arreglo de varios cristales, excitados por grupos, de tal manera que constantemente obtienen un corte transversal de la pieza debajo de él y que va avanzando manual o automáticamente para obtener el mapa bidimensional de espesores.

Inspección Visual

Es el método más básico y frecuente, ya que se puede obtener información inmediata de la condición superficial de los materiales que se estén inspeccionando, con el simple uso del ojo humano y en algunos casos, con la ayuda de algún dispositivo óptico, ya sea para mejorar la percepción visual (lupas, lentes, etc.) o para proporcionar contacto visual en zonas de difícil acceso, tal como en el interior de tuberías y equipos donde se emplean boroscopios y pequeñas videocámaras rígidas o flexibles.

La inspección visual y óptica es aquella que utiliza la energía de la porción visible del espectro electromagnético. Los cambios en las propiedades de la luz, después de entrar en contacto con el objeto inspeccionado, pueden ser detectados por el ojo humano o por un sistema de inspección visual. Sus siglas en inglés son VT= Visual Testing.

El personal que realiza este ensayo tiene amplia capacitación y conocimiento en los materiales a inspeccionar, así como también en el tipo de irregularidades o discontinuidades a detectar en los mismos. Este control se hace basándose en las normas o códigos que rigen la fabricación, proceso y servicio.

La inspección visual es el primer paso de cualquier evaluación. En general, las Pruebas No Destructivas establecen como requisito previo realizar una inspección de este tipo.


La inspección de superficies expuestas o accesibles de objetos opacos (incluyendo la mayoría de ensambles parciales o productos terminados).La inspección visual es  utilizada para los siguientes  propósitos:

  • La inspección del interior de objetos transparentes (tales como vidrio, cuarzo, algunos plásticos, líquidos y gases).
  • Detectar errores en el proceso de manufactura.
  • Obtener información acerca de la condición de un componente que muestra evidencia de un defecto.
  • Dar una valoración total de la condición de una pieza, estructura, componente o sistema.
  • Proveer una detección temprana antes que una discontinuidad alcance un tamaño crítico.
  • Inspeccionar lugares que están fuera del alcance de los inspectores, mediante instrumentos diseñados para dicho trabajo.

En la industria de la energía, petroquímica, transporte y de infraestructura, donde existen ambientes corrosivos, temperatura o donde es contenida presión, se requieren comprobaciones visuales.

Descubrir y reparar los defectos a tiempo resulta en una reducción sustancial del costo. Se ha comprobado que un programa consistente de Inspección Visual, por ejemplo antes, durante y después de la soldadura, puede resultar en el descubrimiento de la mayoría de todos los defectos que se podrían detectar con el uso de métodos de prueba más extensos.

Ensayo de Líquidos Penetrantes

Es un tipo de Ensayo No Destructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales examinados. Generalmente, se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos, cuando la inspección por partículas magnéticas es difícil de aplicar. En algunos casos se puede utilizar en materiales no metálicos. El procedimiento consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera existir debido al fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo, se remueve el exceso de líquido y se aplica un revelador, el cual absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador se delinea el contorno de éstas.

Este ensayo se basa en el principio físico conocido como “Capilaridad” y consiste en la aplicación de un líquido con buena penetración en pequeñas aberturas sobre la superficie del material a inspeccionar. Una vez que ha transcurrido un tiempo suficiente como para que el líquido penetre, se realiza una remoción del exceso de líquido penetrante y a continuación se aplica un líquido absorbente comúnmente llamado “revelador”, de color diferente al líquido penetrante, el cual absorberá el líquido que haya penetrado en las aberturas superficiales. Por consiguiente, las áreas en las que se observe la presencia de líquido penetrante después de la aplicación del líquido absorbente, son áreas que contienen discontinuidades superficiales (grietas, perforaciones, etc.).

En general, existen 2 técnicas del proceso de aplicación de Líquidos Penetrantes: Visibles y Fluorescentes, cada una de estas pueden, a su veza ser divididas en tres subtécnicas: las que utilizan líquidos removibles con agua, las que utilizan líquidos removibles con solvente y las que utilizan líquidos posemulsificables.

Estos se clasifican de la siguiente manera:

  • Tipo I = Penetrante fluorescente
  • Tipo II = Tintas permanentes o visibles

 

  • Proceso A = Penetrante lavable en agua
  • Proceso B = Penetrante postemulsificado
  • Proceso C = Penetrante removido con solvente
  • Revelador seco: Grano fino se aplica por espolvoreado, rociado o sumergido.
  • Revelador no acuoso: Es una suspensión absorbente, aplicado por rocío
  • Revelador húmedo: Es una suspensión absorbente de polvo en agua, se aplica por inmersión.
  • Portátil (atomizador)
  • Estacionario (inmersión)
  • Simple vista (portátil)
  • Luz negra (estacionario)

Es importante saber que para cada proceso se recomienda un tipo revelador indicado y una metodología diferente para realizar  el ensayo.

El entrenamiento y certificación del personal es necesario para la correcta aplicabilidad e interpretación de los resultados. Este ensayo es válido para todo tipo de materiales, de alta sensibilidad, aplicable a superficies extensas, portátil y fácil de operar e interpretar.

Ensayo de Partículas Magnéticas

La Inspección por Partículas Magnéticas es un tipo de Ensayo No Destructivo que permite detectar discontinuidades superficiales y sub-superficiales en materiales ferromagnéticos como el hierro, el cobalto y el níquel. Debido a su baja permeabilidad magnética, no se aplica ni en los materiales paramagnéticos (como el aluminio, el titanio o el platino) ni en los diamagnéticos (como el cobre, la plata, el estaño o el zinc).

Los defectos que se pueden detectar son únicamente aquellos que están en la superficie o a poca profundidad. Cuanto menor sea el tamaño del defecto, menor será la profundidad a la que podrá ser detectado.

Si un material magnético presenta discontinuidades en su superficie, éstas actuarán como polos, y por lo tanto, atraerán cualquier material magnético o ferromagnético que esté cercano a las mismas. De esta forma, un metal magnético puede ser magnetizado local o globalmente y se le pueden esparcir sobre su superficie pequeños trozos de Partículas Magnéticas y así observar cualquier acumulación de las mismas, lo cual es evidencia de la presencia de discontinuidades sub-superficiales o superficiales en el metal.

Este método es ampliamente utilizado en el ámbito industrial y algunas de sus principales aplicaciones las encontramos en:

  • El control de calidad o inspección de componentes maquinados.
  • La detección de discontinuidades en la producción de soldaduras.
  • En los programas de inspección y mantenimiento de componentes críticos en plantas químicas y petroquímicas (recipientes a presión, tuberías, tanques, etc.).
  • La detección de discontinuidades de componentes sujetos a cargas cíclicas (discontinuidades por fatiga)

En general, existen dos principales medios o mecanismos mediante los cuales se puede aplicar las partículas magnéticas, estos son: vía húmeda y vía seca. Así mismo, existen dos principales tipos de partículas magnéticas: aquellas que son visibles con luz blanca natural o artificial y aquellas cuya observación debe ser bajo luz ultravioleta, conocidas comúnmente como partículas magnéticas fluorescentes.

El requisito básico para las partículas secas es que tengan las propiedades magnéticas adecuadas, además que sean ligeras y móviles. Las partículas empleadas en el método seco tienen características similares a las del método húmedo, excepto que se utilizan secas, en forma de polvo. Las partículas secas dependen de que el aire las lleve a la superficie de la pieza, por lo que se pueden utilizar pistolas, bulbos o aplicadores racionadores en forma de pera o tipo salero.

Las partículas húmedas  son producidas en forma de un polvo concentrado seco, que puede ser para suspensiones en aceite o en agua. Las partículas en polvo tienen la necesidad de mezclarse con agentes que faciliten su dispersión, agentes humectantes, agentes inhibidores de corrosión, etc. Las partículas en forma de polvo pueden ser vertidas directamente en el tanque para preparar el baño, sin la necesidad de mezclarlas previamente.

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