Varios métodos de inspección con partículas magnetizables han desarrollado para aplicaciones específicas. Tres de estos métodos se describen a continuación:
Insp ecc ión c on go m as m agn étic as:
Este método utiliza partículas magnetizables muy finas, dispensas en gomas especialmente formuladas para curar a temperatura ambiente. Esto se aplica sobre la superficie a inspeccionar y luego es magnetizada.
Las partículas son atraídas por los campos de fuga de las discontinuidades. Luego que la goma cura (alrededor de 1 hora), la replica sólida se retira de la pieza y se examina ya sea visualmente o con un microscopio de bajo aumento en busca de acumulación de partículas, correspondiente a indicaciones de
discontinuidades superficiales o subsuperficiales. Ventajas:
Este método de inspección amplía y complementa a otros métodos no destructivos en áreas problemáticas como:
Regiones con limitada accesibilidad para la visualización. Superficies cubiertas
Zonas que, por sus geometrías o tamaños, son difíciles de inspeccionar Indicaciones que necesitan de una amplificación para ser detectadas o interpretadas.
Estas replicas proveen evidencias de la calidad de maquinado, dimensiones físicas y condiciones superficiales.
Las replicas también se pueden utilizar para detectar y registrar la iniciación y crecimiento de fisuras de fatiga en distintos períodos de un ensayo de fatiga.
Este método da un registro permanente de la inspección, pero debido a posibles deterioros lentos durante el almacenaje, las mediciones criticas deberían ser hechas dentro de las 72 horas posteriores al ensayo.
Las replicas que sean almacenadas por períodos muy prolongados, podrían requerir una limpieza suave con solvente para remover cualquier secreción de fluido que se produzca.
Limitaciones:
Este proceso se limita sólo para la detección de discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos. En materiales no magnéticos se utiliza solamente para evaluar la topografía de la superficie obteniéndose condiciones de la superficie, marcas de herramientas y dimensiones físicas pero sin que halla migración de las partículas.
La inspección con gomas magnéticas, no es un método tan rápido como otros debido al tiempo de curado, pero esto no es tan desventajoso cuando hay que
inspeccionar un gran número de piezas ya que luego del limpiado, vaciado y
magnetizado, las primeras replicas generalmente ya han curado y estarían listas para su remoción y examinación.
Procedimiento:
Se puede dividir en tres etapas:
Preparación de la pieza antes de la inspección. Catalización, vaciado y magnetización
Observación e interpretación de la replica curada. Preparación de la pieza:
Se limpia la zona a inspeccionar de suciedad y contaminación. Generalmente no es necesario remover pintura o recubrimientos metálicos, aunque su eliminación
intensificaría cualquier indicación. Si los espesores de los recubrimientos son mayores a 0,25 mm deberían ser retirados.
La siguiente etapa es la preparación del reservorio para contener a la goma líquida sobre el área de inspección. Esto se puede realizar con papel de aluminio o tubos de plástico sellando el área para evitar pérdidas.
Catalización y vaciado:
Antes de su utilización, el material y las partículas (óxidos negros) deben ser totalmente mezclados para obtener una dispersión homogénea. Luego se le agrega el agente curador perfectamente medido y se vierte todo en el reservorio preparado,
Magnetización:
A continuación se magnetiza en forma continua o residual con imanes
permanentes, con corriente continua a través de la pieza, con yugos, bobinas, puntas o conductor central. Lo más adecuado es el uso de yugos con C.C.
Dado que las partículas se deben moverse dentro de la goma líquida, los tiempos de magnetización son mayores que en el método standard.
La mínima densidad de flujo sobre la superficie de la pieza es de 2 mT (20 G). Densidades de flujo mayores disminuyen en tiempo requerido y varía con cada
inspección.
La Tabla 2 es un ejemplo de tiempos de magnetización para distintas densidades de flujo.
Densidad de flujo y duración de magnetización para varias aplicaciones de inspección con gomas magnéticas
Tipo de área mT G Duración de
magnetización (min.) Orificios sin recubrimiento 5-10 50-100 1/2
2,5-5 25-50 1
Orificios recubiertos 10-60 (*) 100-600 ½- 1 ½(*)
Superficies sin recubrimiento 15 150 1
10 100 3
5 50 10
2 20 30
Superficies recubiertas 5-60 50-600 1-60 (*)
(*): la densidad de flujo y el tiempo dependen del espesor del recubrimiento. Tabla 2
Dado que, de igual forma que en el método estándar, las indicaciones son mas intensas cuando el campo es más perpendicular a las discontinuidades, la
magnetización debería ser aplicada en dos direcciones sucesivas a 90º cada una. La experimentación ha demostrado que la segunda magnetización no afecta a las indicaciones formadas en la primera.
Otro procedimiento usado en la inspección con gomas magnéticas es la
colocación de una película plástica fina (cloruro de polivinílideno, por ejemplo) entre l a pieza de ensayo y la goma. Este se puede llevar a cabo estirando el film plástico sobre el área de inspección y pintando con la goma (catalizada o no) una fina capa sobre él. El film puede ser removido inmediatamente después de la magnetización para su inspección, eliminando así el tiempo de curado.
Otras ventajas de este método son: No requiere un reservorio
La limpieza final es mucho más fácil.
Se puede utilizar una goma no catalizada (cuando no se requiere registro) Si se desea un registro permanente, se utiliza la goma catalizada.
Las desventajas de esta técnica son que es menos sensible que el método convencional y más difícil de aplicar sobre superficies irregulares.
Utilización en áreas de accesibilidad residual limitada
Ejemplos de estas áreas son orificios y superficies internas de componentes tubulares.
Orificios de pequeños diámetros y/o roscados, pueden ser muy difíciles de
inspeccionar con otros métodos no destructivos que requieran accesibilidad visual (y de iluminación adecuada).
Los orificios ciegos también presentan dificultad tanto para P.M. convencional como para L.P. pues los fluidos se acumulan en el fondo enmascarando esa zona.
La Fig. 42 muestra un ejemplo.
Fig. 42
Im p res ión m ag n éti c a
Este método emplea una bobina de magnetización (impresora), partículas magnetizables y un recubrimiento plástico de la superficie de la pieza.
El proceso puede ser usado sobre materiales de piezas con muy baja retentividad magnética.
La bobina o impresora magnética consiste en un arrollamiento plano de un material conductor y es conectado a una fuente capaz de entregar alto amperaje y bajo voltaje a 60 Hz.
Cuando la bobina se conecta, produce un campo magnético pulsante distri buido a lo largo de su eje que produce un efecto vibratorio sobre la pieza y las partículas.
Este efecto de vibración hace que las partículas “manchen” o imprimar el recubrimiento plástico donde las partículas han sido atraídas por cambios en la permeabilidad magnética.
Las partículas son óxidos de hierro (Fe3O 4) y son similares a las utilizadas en el
método convencional.
Los patrones de partículas impresos son visualizados porque anteriormente la superficie fue rociada con un recubrimiento plástico blanco que da el contraste.
Después que la impresión se obtuvo y las partículas han sido removidas, el patrón puede fijarse rociando con un recubrimiento plástico transparente. Ambos recubrimientos tienen la misma composición formando un solo film y donde las indicaciones quedan tipo “sándwich”.
Cuando el recubrimiento se seca, se puede extraer la pieza. Procedimiento:
Se limpia la pieza de impurezas, grasas, etc y se le aplica el recubrimiento blanco que se deja secar.
Se coloca la pieza adyacente a la bobina y se colocan las partículas secas espolvoreando con un aplicador.
La pieza y la bobina se pueden mover de tal forma de obtener una impresión uniforme. Luego que ésta se ha formado (alrededor de 6 a 12 segundos). Se corta la corriente, se quita el exceso de partículas con aire suave o un suave golpeteo.
Si las indicaciones no son buenas, se puede borrar con una esponja y repetir la operación.
Si la impresión es satisfactoria, se aplica por spray otra capa de recubrimiento plástico transparente para obtener un registro permanente y se despegan ambas.
Esta técnica puede ser aplicada a materiales con alta o baja retentividad para detectar. Cualquier condición que afecte a la permeabilidad magnética.
Algunas aplicaciones típicas pueden ser: Paneles celda de abeja soldados (brazing). Deformaciones elásticas y plásticas
Detección de fisuras. Detalles metalúrgicos Zona afectada por el calor.
Pin tu ras m ag n éti c as :
Son lodos tipo pinturas con partículas incorporadas:
Se aplican pincelando la superficie o zona de interés y luego se magnetiza. Las indicaciones negras aparecen por contraste sobre un fondo ligeramente gris. También pueden ser fluorescentes.
Estas indicaciones son semipermanentes o sea pueden permanecer intactas durante largos períodos a menos que se la borre intencionalmente.
Ventajas
Este método no requiere iluminación especial y es compatible con los métodos continuos: y residual, no se seca y, dependiendo del grado de claridad requerida, se puede remover con un trapo seco, papel o solvente.
La pintura magnética puede cubrir igualmente bien superficies coloreadas tanto claras como oscuras. El contraste entre las indicaciones y el fondo es independiente del color de la pieza.
A deferencia con las partículas secas, velocidades altas de aire y superficies mojadas no afectan a este método.
La pintura magnética puede ser aplicada sobre una pieza sumergida en agua y no se requiere de limpieza de aceite, óxido, recubrimientos, pinturas, etc.
Dado que la pintura magnética es un lodo con la consistencia de una pintura, se puede aplicar con pincel sobre la superficie de la pieza sin importar su orientación. Estas es una buena característica cuando el ensayo debe realizarse en paredes verticales o sobre cabeza.
La pieza puede ser repintada borrando las indicaciones y reprocesada sin lodo adicional.
Ejecución:
Las pinturas magnética pueden ser utilizadas con todas las técnicas de
magnetización (circular, bobina, pintar, etc) utilizando CC o CA y para la detección de discontinuidades superficiales y subsuperficiales.
La formación de los materiales utiliza partículas en forma de láminas dispersas en un vehículo oleoso y viscoso. La viscosidad del medio se elige para restringir la movilidad lateral de las láminas ferromagnéticas, permitiendo su rotación en l os defectos cuando sobre ellas actúa un campo de fuga (Fig. 43)
Fig. 43
La pintura magnética aparece con un color gris claro cuando se aplica ya que, las placas están orientadas predominantemente con sus caras paralelas a la superficie de la pieza, y reflejan la luz del ambiente.
Cuando las laminillas tienden a alinearse con un escape del campo, ellas virtualmente se “paran” y dado que sus bordes no reflejan bien la luz, se observan como zonas oscuras.
Las concentraciones de la mezcla pueden variarse y así obtenerse mas o menos contraste de las indicaciones. Las relaciones de aceite/ laminas normalmente
comercializadas es de 6/1 hasta 20/1. Aplicaciones:
Dado que estas pinturas han sido desarrolladas recientemente, el campo de aplicaciones es limitado. Sin embargo, ensayos de laboratorio han mejorado la capacidad del método y puede ser aplicado en las siguientes áreas: