Universidad Tecnológica de la Riviera Maya
U III. T1. ACTIVIDAD 1
"PARTICULAS MAGNETICAS" (PM)
PLAYA DEL CARMEN QUINTANA ROO.
Ingeniería Industrial Decimo Cuatrimestre Ensayos No destructivos
Ing. José Manuel Valdez Rodríguez
Nayeli Jannet Francisco López
Principios de Partículas Magnéticas.
El principio físico en el que se basa el método de inspección por partículas magnéticas es el “Magnetismo”. El principio se basa en el comportamiento de los imanes.
Magnetismo es: “La fuerza invisible que tiene la habilidad de desarrollar trabajo mecánico de atracción y repulsión de materiales magnetizables”.
La inspección por partículas magnéticas es un ensayo no destructivo que se emplea para detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales, en muestras que pueden ser magnetizadas.
Consta de tres operaciones básicas:
a) Establecer un flujo magnético adecuado, b) Aplicación de las partículas magnéticas, y c) Interpretación y evaluación de los resultados.
. Principios de Partículas Magnéticas.
Aplicaciones
El método de inspección por partículas magnéticas es utilizado en diferentes ramas de la industria, como: metalmecánica, aeronáutica, naval, construcción, etc.
Se aplica en:
● Inspección de materia prima;
● Inspección en proceso;
● Inspección de producto terminado;
● Mantenimiento de equipo y maquinaria.
Se utiliza para inspección de materiales soldados, fundidos, forjados, rolados, etc.
Tipos de materiales magnéticos
Los principios de aplicación de las pruebas por partículas magnéticas dependen del establecimiento de un campo magnético dentro de una pieza de prueba, por lo tanto, la
pieza que será inspeccionada deberá estar fabricada de un material que pueda ser fuertemente magnetizado.
Se puede considerar que todos los materiales tienen propiedades magnéticas, que son afectados en algún grado por los campos magnéticos. Sin embargo, la influencia de un campo magnético puede variar ampliamente en diferentes materiales, en otras palabras, son permeables, aunque sea en alguna pequeña cantidad.
La “permeabilidad magnética” (µ) de un material se define como “la facilidad con la cual los materiales pueden ser magnetizados”. El recíproco de la permeabilidad magnética es la
“reluctancia”, definida como “la resistencia de un material a una fuerza de magnetización”, en otras palabras, podríamos decir que es la dificultad para magnetizar un material.
Las propiedades magnéticas varían ampliamente entre los materiales. Estas propiedades son afectadas por la composición química, la microestructura y el tamaño de grano.
La influencia que tiene un campo magnético sobre los materiales proporciona un medio para su clasificación en diferentes grupos:
Materiales paramagnéticos
En general, los materiales que son atraídos por campos magnéticos son llamados
“paramagnéticos”.
Materiales no ferrosos (no magnéticos)
Cuentan con una permeabilidad ligeramente mayor que la del aire, por lo que no pueden ser magnetizados fuertemente. Algunos materiales no magnéticos son: aluminio, platino, magnesio, molibdeno, litio, cromo, estaño y algunos aceros inoxidables.
Materiales ferrosos (ferromagnéticos)
Tienen una permeabilidad que es mucho mayor que la del aire. Los materiales ferrosos son los más fuertemente afectados por el magnetismo debido a que el hierro puede ser fácilmente magnetizado, y estos materiales son llamados “ferromagnéticos”.
Los materiales ferromagnéticos tienen las siguientes características:
Son fuertemente atraídos por campos magnéticos
Son fácilmente magnetizados ya que el valor de su permeabilidad es mayor de 100 Son capaces de retener cierta cantidad de magnetismo.
Los materiales ferromagnéticos son el hierro, acero, níquel y cobalto, y muchas de sus aleaciones.
Materiales diamagnéticos
Pocos materiales son ligeramente repelidos por campos magnéticos, dichos materiales son conocidos como diamagnéticos. Son materiales que no pueden ser magnetizados debido a que el valor de su permeabilidad es menor a 1. Algunos materiales diamagnéticos son el bismuto, mercurio, oro, plata, zinc y otros.
Características de Campos Magnéticos
Imanes tipo barra
Si enderezamos un imán de herradura, tendríamos como resultado un imán tipo barra. El imán de barra tiene las mismas características que el imán de herradura.
Imanes tipo anillo
Si al imán de herradura lo doblamos y sus extremos los cerramos, formando casi un círculo cerrado, este se comporta de manera idéntica al imán de herradura.
Los polos magnéticos aún existen y las líneas de fuerza salen y entran por los polos.
Cuando los extremos del imán son doblados y fundidos para formar un anillo, en lugar de tener un imán circular abierto, se tendrá un imán circular cerrado.
Las líneas de fuerza existen, pero quedan contenidas completamente dentro del anillo, ya que no existen polos magnéticos, por lo tanto, este imán no atrae materiales ferromagnéticos.
Efectos de discontinuidades en materiales
Discontinuidades superficiales
Supongamos que el imán tipo anillo completo tiene una grieta en la superficie externa, creándose inmediatamente un polo norte y un polo sur en los bordes de la discontinuidad.
Ésta grieta interrumpe el flujo uniforme de las líneas de fuerza dentro del imán, por lo que algunas de ellas se verán forzadas a salir del imán. Las líneas de fuerza que se ven forzadas a salir del imán, como resultado de la grieta, se conocen como “fugas de flujo”. El campo magnético creado por las fugas de flujo es llamado “campo de fuga”.
Por lo tanto, si se espolvorean partículas magnéticas sobre el citado imán, éstas serán atraídas por los polos creados por la grieta, produciendo una indicación, por la concentración de partículas en la zona de la grieta.
Una grieta en el imán de barra producirá un efecto similar, por lo que también causará fugas de flujo. Las líneas de fuerza en el fondo de la grieta tienden a seguir el camino de menor resistencia magnética y permanecen en el imán. Aquellas líneas de fuerza que saltan por encima y a través de la grieta, causan fugas de flujo (campos de fuga), debido a la formación de polos norte y sur originados por la grieta.
Si ahora, también consideramos un imán de barra con un corte en el centro, también se tendrán fugas de flujo.
El imán con el corte en el centro se comporta de la misma forma que el imán de barra con la grieta. En cualquier imán, los materiales como el hierro y el acero serán atraídos hacia sus polos magnéticos.
Cuando se detecta una discontinuidad abierta a la superficie, tal como una grieta, se forman indicaciones angostas y bien definidas.
Superficies onduladas
Si ahora observamos una irregularidad superficial, tal como una superficie ondulada, en la zona de la superficie irregular ondulada, las líneas de fuerza permanecen dentro del imán.
Como ya se mencionó, las líneas de fuerza tienden a seguir el camino de menor resistencia magnética, por lo cual permanecen dentro del imán. Como resultado, no se crean polos magnéticos por lo que no existen fugas de flujo.
Discontinuidades subsuperficiales
Supongamos ahora que tenemos otro imán, que contiene una grieta subsuperficial. Con esta grieta subsuperficial algunas de las líneas de fuerza pasan por encima y por debajo de ella. Algunas pasan a través de la grieta y, si la discontinuidad está cerca de la superficie, algunas son forzadas a salir a la superficie, provocando fugas de flujo.
Si espolvoreamos partículas magnéticas, se producirá una acumulación de partículas donde se encuentran las fugas de flujo.
Cuando se detecta una discontinuidad subsuperficial normalmente se forman indicaciones anchas y difusas. El tamaño y la intensidad de la indicación dependen de: la proximidad de la discontinuidad con la superficie, el tamaño y orientación de la discontinuidad, la intensidad y distribución del flujo magnético.
Fuerza de un campo de fuga
La distorsión o fuerza de un campo de fuga, producido por una discontinuidad, depende de varios factores indicados a continuación:
1.- El número de las líneas de fuerza; este factor es afectado por varias características de la propia discontinuidad:
a) El ancho de la discontinuidad (la distancia entre sus polos);
b) La longitud de la discontinuidad;
c) La profundidad de la discontinuidad;
d) La forma de la discontinuidad;
e) La orientación de la discontinuidad. La discontinuidad debe estar orientada a 90°, y hasta 45°, con respecto a la dirección del flujo magnético.
2.- La condición de la superficie.
3.- La fuerza del flujo magnético generado, el cual es controlado por el amperaje utilizado para generar el campo magnético.
La fuerza del campo de fuga determina directamente el número de partículas magnéticas que pueden ser atraídas para formar una indicación.
Formación de indicaciones
Cuando las partículas magnéticas son atraídas al sitio donde se localiza una fuga de flujo, ellas producen una indicación que es visible para el ojo humano, bajo condiciones de
iluminación adecuada. La formación de las indicaciones depende de las características de las líneas de fuerza.
Cuando las partículas son atraídas hacia las fugas de flujo y se acercan a los polos magnéticos, más líneas de flujo fluyen hacia ellas. Esto concentra las líneas de flujo a través de los caminos de baja reluctancia que forman las partículas de material ferromagnético.
Esta es la acción principal que provoca que las partículas sean recolectadas por las fugas de flujo y subsecuentemente formen indicaciones de discontinuidades.
Ya que las partículas magnéticas son solamente atraídas y se mantienen donde las líneas de fuerza salen y entran de la superficie de la pieza inspeccionada, no se producen indicaciones verdaderas a menos que las líneas de fuerza crucen una discontinuidad.
Magnetización con Corriente Eléctrica.
Campo circular
1. Campo alrededor de un conductor
Cuando una corriente eléctrica circula por un conductor, se crea un campo magnético circular. El campo magnético alrededor de un conductor existe a todo lo largo del conductor por el que fluye corriente eléctrica. Cuando el conductor tiene una configuración uniforme, la densidad de flujo o número de líneas de fuerza por unidad de área, es uniforme a lo largo del conductor y es directamente proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica, y disminuye con el incremento de distancia desde el conductor.
Variando la intensidad de la corriente eléctrica en el conductor, el número de líneas de fuerza variará en el campo magnético. Al incrementar la fuerza de magnetización (la intensidad de la corriente eléctrica) se incrementa el número de las líneas de fuerza, resultando en un incremento de la densidad del campo magnético. Y en el caso contrario, al reducir la fuerza de magnetización se reduce la densidad del campo magnético.
La magnetización circular utiliza los principios del establecimiento de un campo magnético por inducción. Debido a que el cobre y el aluminio son materiales no magnéticos, las líneas de fuerza no permanecerán en el material. En su lugar, el campo magnético se establece alrededor del material.
Una característica de los campos magnéticos circulares es que las líneas de fuerza forman circuitos completos sin que existan polos magnéticos.
Regla de la mano derecha
La forma más sencilla para determinar la dirección de las líneas de fuerza, alrededor de un conductor recto en el que fluye corriente eléctrica y en cual se conoce el sentido del flujo de corriente, es la regla de la mano derecha.
Esta ayuda simple requiere imaginar que el conductor se empuña con la mano derecha, con el dedo pulgar apuntando en la dirección del flujo de corriente eléctrica (de positivo a negativo) y los dedos restantes, cerrados alrededor del conductor, estarán indicando la dirección y el sentido en los que fluyen las líneas de fuerza.
Raramente es de importancia práctica el sentido actual del campo magnético, lo más importante del concepto es que la dirección del campo magnético tiene una relación perpendicular con la dirección del flujo de corriente.
La regla de la mano derecha funciona idénticamente para materiales magnéticos y no magnéticos. La única diferencia entre los dos es que el campo magnético se forma fuera del material no magnético, y en el material magnético el campo permanece en su interior.
Magnetización circular inducida en materiales
Cuando fluye una corriente eléctrica a través de un material ferromagnético, el campo magnético se establece dentro del material. Las líneas de fuerza permanecen dentro de él, porque es permeable y las conduce fácilmente.
Selección del método apropiado Aleación, forma y condiciones de la pieza
La aleación del objeto inspeccionado es importante porque ya mencionamos que de ello depende la permeabilidad de un material. Para la aplicación de este método son una limitante las aleaciones con alto contenido de níquel y cromo, que vienen siendo los aceros inoxidables y austeníticos en general.
La forma de identificar estos materiales es por medio de un imán; si el imán se adhiere fuertemente a la pieza, es indudable que el método de partículas magnéticas se puede aplicar; si la adherencia es muy débil, se recomienda utilizar otro método de examen.
La forma geométrica de las piezas también es una limitante para el método ya que las esquinas, los chaveteros, los estriados, los barrenos, etc., producen indicaciones falsas o indicaciones no relevantes.
Así mismo, se debe tener en cuenta si la pieza fue sometida a un tratamiento térmico o si ha sido trabajada en frío o en caliente, o si es nueva o usada, es decir, se deben tomar en cuenta las condiciones de las piezas porque de ello depende, en gran parte, la interpretación y evaluación de las indicaciones resultantes ya que pueden ser relevantes o no relevantes.
Tipo de corriente de magnetización
Con la expansión y desarrollo de los procesos de inspección por partículas magnéticas y los continuos avances en los circuitos eléctricos, hoy en día se encuentran disponibles varios tipos de corrientes de magnetización.
a) Corriente alterna
La corriente alterna (CA) es el tipo más conveniente de corriente eléctrica debido a que es utilizada para casi todos los servicios. Su rango de voltaje comercialmente disponible es de 110 a 440 voltios. Los circuitos eléctricos para producir CA son simples y relativamente baratos, porque solo se requiere transformar el suministro comercial en voltajes bajos y corrientes de magnetización con altos amperajes.
b) Corriente directa rectificada de media onda
Cuando se rectifica una fase de CA, la corriente resultante es conocida como corriente directa rectificada de media onda (CDRMO). Esto significa simplemente que la polaridad inversa o porción negativa de la curva sinusoidal de CA.
La corriente directa rectificada de media onda consiste en pulsos individuales de corriente alterna, con intervalos de tiempo en los que no fluye corriente.
c) Corriente directa
La corriente directa es un flujo continuo de corriente en una sola dirección.
Una fuente común de CD es la batería o la pila normal.
Una desventaja del uso de CD es porque las altas corrientes sólo pueden ser mantenidas mientras la carga de la batería o pila es adecuada y, muchas veces, es necesario contar con el flujo de corriente durante intervalos de tiempo prolongados.
d) Corriente directa rectificada de onda completa Puede ser corriente de fase simple o de tres fases.
● Corriente directa rectificada de onda completa de fase simple
Con circuitos eléctricos no sólo es posible bloquear (o rectificar) el flujo negativo de la corriente alterna, sino también invertirlo, para duplicar el número de pulsos positivos.
Esencialmente, tiene la misma habilidad de penetración que la corriente directa de onda completa de tres fases. Por lo simple de sus componentes el costo inicial del equipo es mucho menor que el equipo de onda completa de tres fases.
● Corriente directa rectificada de onda completa de tres fases
Tiene las ventajas de la corriente directa de onda completa de fase simple más algunos beneficios adicionales. La demanda de corriente está balanceada y se
reduce a la mitad.
La corriente de tres fases es la más usada para la inspección por partículas magnéticas en equipos de alto poder, por ejemplo con capacidades de hasta 20,000
amperios. Es el tipo de corriente comúnmente utilizada cuando se emplea el método residual.
e) Ventajas del uso de Corriente directa rectificada de media onda
Si se examinan las ventajas relacionadas con la CDRMO y CD, se obtienen las siguientes conclusiones:
● La densidad de flujo en una pieza se determina por la corriente máxima de pico de la CDRMO.
● Los requisitos de potencia y los efectos térmicos se determinan por la corriente promedio.
Con base en lo anterior, se puede ver que una alta densidad de flujo se puede generar utilizando el mínimo de corriente.
Por ejemplo, si se utiliza una corriente promedio de 400 amperios, la corriente de pico estará alrededor de 1,200 amperios y la densidad de flujo reflejará esta corriente máxima de pico.
Otra ventaja de la CDRMO es la fuerte acción de pulsaciones de flujo magnético. Esto sirve para agitar las partículas magnéticas secas y las hace más sensibles a las fugas de flujo.
Requisitos de corriente
a) Para magnetización circular
La cantidad de corriente eléctrica empleada varía con la forma de la pieza y con la permeabilidad del material.
Demasiada corriente puede quemar la pieza o la puede saturar, causando un exceso de concentración de partículas magnéticas. Por otro lado, insuficiente corriente puede provocar la falta de flujo, para que sean atraídas las partículas magnéticas.
Debido a que no existen muchas variables involucradas para determinar los requisitos de corriente para piezas individuales, para calcular la corriente de magnetización necesaria para una magnetización circular entre cabezales y con conductor central, tradicionalmente se ha utilizado la siguiente regla: “de 700 a 900 amperios por pulgada del diámetro de la pieza” (el diámetro se refiere al diámetro exterior en el caso de componentes tubulares inspeccionados con conductor central).
Materiales de Inspección.
Las partículas magnéticas que forman una indicación, también conocidas como “polvo o medio de inspección”, son tan importantes como el propio equipo de magnetización. Estas partículas no actúan como una sola unidad, se amontonan cuando son magnetizadas. Sin embargo, un amontonamiento excesivo reduce su capacidad para moverse hacia las fugas de flujo para formar indicaciones.
Algunas partículas se suministran en forma de polvo seco, algunas como una pasta y otras como concentrados.
Características de las partículas magnéticas
Las partículas magnéticas son fabricadas de materiales ferromagnéticos, con propiedades físicas y magnéticas que afectan su funcionalidad como medio para formar indicaciones.
1. Propiedades físicas: Las propiedades físicas principales de las partículas magnéticas son el tamaño, forma, densidad y color.
● Tamaño de las partículas magnéticas.
Estas partículas son mucho más pequeñas que las limaduras de hierro, por lo que, cuando están secas parecen polvo. Sus dimensiones varían dentro de un rango, para permitir que las fugas de flujo con diferentes fuerzas puedan atraer las partículas de diferentes masas.
El rango de dimensiones de las partículas comercialmente disponibles es de entre 0.125 a 60 micras (0.000005 a 0.0025 pulgadas). Las partículas muy finas no tienden a moverse como unidades separadas, se aglomeran para formar grandes acumulaciones.
● Forma de las partículas magnéticas
La forma de la partícula es importante. En la actualidad, las partículas magnéticas son una mezcla de formas esféricas y alargadas, unas proporcionan movilidad adecuada y la otra polarización magnética. Juntas se enlazan para formar cadenas o puentes pequeños para los campos de fuga, con lo que se forman las indicaciones visibles.
● Densidad de las partículas magnéticas
Es una propiedad que afecta la movilidad de las partículas. Por ejemplo, los polvos de tipo metálico y óxido son más densos que el agua, por lo que las partículas húmedas, preparadas en agua o aceite, tienden a asentarse cuando no son agitadas.
● Color de las partículas magnéticas
Las partículas son coloreadas para proporcionar un color contrastante con la superficie de la pieza inspeccionada, para resaltar la visibilidad de indicaciones pequeñas. La presentación de las partículas es en diferentes colores, con el objeto de proporcionar un contraste adecuado. Pieza inspeccionada.
Propiedades magnéticas
Las partículas magnéticas deben ser muy sensibles al magnetismo, por lo que deben tener características magnéticas similares a los materiales ferromagnéticos.
Las características de las partículas magnéticas son, esencialmente, un alta permeabilidad y una baja retentividad.
● Alta permeabilidad
La alta permeabilidad de las partículas permite que puedan ser rápidamente magnetizadas, para que sean fácilmente atraídas y retenidas por campos de fuga débiles.
● Baja retentividad
Se requieren partículas de baja retentividad, esto significa que no retendrán prácticamente ningún magnetismo residual, para que no se queden sobre la pieza cuando no son retenidas por un campo de fuga, lo que permite que sean fácilmente removidas de la superficie de la pieza inspeccionada.
Clasificación de las partículas magnéticas
Las partículas magnéticas pueden ser clasificadas en:
1. Métodos, por la forma de ser transportadas
● Partículas secas (aire).
● Partículas vía húmeda (agua o petróleo ligero).
Tipos, por el contraste con la superficie
● Partículas visibles, no-fluorescentes, contrastantes o coloreadas
● Partículas fluorescentes
Es importante utilizar el método y tipo adecuado de partículas magnéticas para asegurar que las indicaciones de discontinuidades prevalezcan en cualquier caso dado.
1. Métodos
a) Partículas secas
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 raciona dores en forma de pera o tipo salero.
El método para aplicar las partículas secas es dispersarlas en forma de una nube ligera de polvo, lo cual les proporciona un alto grado de movilidad. Como las partículas flotan hacia abajo, por encima de la pieza que está siendo magnetizada, tienen libertad para moverse en cualquier dirección, por lo que pueden ser atraídas por campos de fuga débiles. La mejor forma para proporcionarles movilidad a las partículas secas es utilizando campos magnéticos pulsantes.
ventajas y desventajas del uso del método seco:
Ventajas:
Excelente para detectar discontinuidades subsuperficiales.
Fácil de usar en la inspección de objetos grandes con equipo portátil.
Adecuado para la inspección de materiales con superficie rugosa.
Las partículas tienen una alta resistencia al calor, por lo que pueden usarse a altas temperaturas, de hasta 315°C.
Fácil de usar en inspecciones en campo con equipo portátil.
Buena movilidad cuando es usado con CA o CDRMO.
No es tan “sucio” como el método húmedo.
El equipo utilizado es menos costoso.
Desventajas:
No es tan sensible como el método húmedo para grietas poco profundas y muy finas No es fácil cubrir toda la superficie adecuadamente, especialmente de piezas con
forma irregular o grandes.
Más lento que el método húmedo para la inspección de una gran cantidad de piezas pequeñas.
No es fácil de utilizar para tiempos de inspección cortos, con la técnica de “disparos”
en el método continuo.
Difícil de adaptar a sistemas de inspección mecanizados.
b) Partículas húmedas
La presentación de estas partículas puede ser en forma de pastas, polvo y concentrados.
Pastas
En forma de pasta las partículas magnéticas deben ser disueltas en aceite para conseguir el tamaño de partícula y la consistencia adecuada. La pasta es difícil de deshacer y no se puede evitar que se formen terrones que puedan mezclarse con la suspensión. Actualmente, casi ya no se suministran las partículas en forma de pastas.
Polvo
Con el uso del agua como vehículo, las partículas en forma de pasta son más difíciles de dispersar, por lo que actualmente las partículas 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.
Concentrados
Las partículas usadas en concentrados son recubiertas con agentes humectantes, un tipo de detergente, que les permite combinarse fácilmente con el vehículo.
Los concentrados de partículas que son diseñados para utilizarse en agua vienen premezclados con un acondicionador para que puedan ser vertidas directamente en el agua y para mejorar las características de la solución.
Las partículas húmedas pueden ser aplicadas en forma manual o automática, bombeadas a través de boquillas, pistolas y aspersores.
Las partículas húmedas normalmente son aplicadas sobre las piezas inspeccionadas y posteriormente son recolectadas en recipientes o tanques abiertos en donde son agitadas y bombeadas, todo esto se hace en equipos de magnetización estacionarios.
Cuando se utiliza el método húmedo las partículas se encuentran suspendidas en un vehículo, el cual puede ser agua o aceite (petróleo ligero o queroseno). El vehículo de las partículas húmedas les permite flotar para que sean fácilmente atraídas hacia las fugas de flujo, pero cuando no existen fugas salen de la pieza junto con el líquido.
Características de las suspensiones en aceite
El aceite tiende a proporcionar una buena humectabilidad para las piezas metálicas. Sin embargo, debe tener otras características para que actúe como un buen vehículo para las partículas.
Estas características son:
Viscosidad. - Para que la partícula tenga buena movilidad la viscosidad máxima a
temperatura ambiente debería ser de aproximadamente 5 centiestokes.
Punto de ignición. - Como el aceite (petróleo ligero o queroseno) es un combustible, es preferible que la temperatura mínima para que produzca flama sea de 57 °C (135°F).
Los aceites que producen flama por debajo de esta temperatura tienen baja presión de vapor y se evaporan rápidamente, por lo que se requiere reemplazarlos frecuentemente para que no se formen vapores nocivos y se presente el riesgo de producirse flama.
Color. - El color es un indicador de la presencia de contaminantes como el azufre.
Olor. - El olor es una objeción para muchos operadores que trabajan todo el día con recipientes abiertos que contienen partículas. El olor puede ser un indicador de la presencia de contaminantes indeseables, tal como el azufre.
Fluorescencia. - La mayoría de las suspensiones húmedas utilizan partículas fluorescentes y muchos aceites también son fluorescentes, por eso es mejor utilizar aceites con bajo nivel de fluorescencia natural.
Reacción química. - La suspensión no debe reaccionar con los materiales que son
inspeccionados.
Contaminación. - La suspensión puede ser contaminada con polvo, grasa y aceite que permanece en las piezas inspeccionadas. Estos contaminantes pueden provocar acumulación de partículas y producir indicaciones como de discontinuidades. Además, en la prueba de asentamiento de las partículas, los contaminantes pueden provocar que sea difícil medir el nivel y la concentración de las partículas. También, los contaminantes pueden elevar la fluorescencia del aceite y producir una alta fluorescencia de fondo
durante la inspección. Finalmente, los contaminantes pueden aumentar la viscosidad del aceite.
El método húmedo tiene sus ventajas y desventajas.
Las ventajas más importantes, las cuales constituyen la razón para ser un método usado ampliamente, son:
● Es el método más sensible para grietas superficiales muy finas.
● Es el método más sensible para grietas superficiales finas y muy poco profundas.
● Las partículas magnéticas cubren rápida y completamente todas las superficies de piezas con forma irregular, grandes o pequeñas.
● Es el método más rápido y completo para la inspección de lotes grandes de piezas pequeñas
● El baño se puede recuperar fácilmente y se puede reutilizar
● Las partículas magnéticas tienen excelente movilidad en el líquido de suspensión
● Es fácil medir y controlar la concentración de partículas en el baño, lo que hace más uniforme y segura la reproducción de resultados
● Se adapta a tiempos de inspección cortos, con la técnica de “disparos” de magnetización para el método continuo
● Se adapta fácilmente a la operación en unidades automáticas Algunas de las desventajas del método húmedo son:
● Normalmente no es capaz de detectar discontinuidades subsuperficiales
● Es sucio para trabajar, especialmente cuando no se recuperan las partículas y en inspecciones en campo
● Cuando se utiliza aceite para el baño y la magnetización circular por contacto directo, se presenta un riesgo potencial de producirse fuego
● Se requiere un sistema de recirculación diseñado adecuadamente para mantener las partículas en suspensión
● En ocasiones, en la limpieza posterior es un problema remover las partículas magnéticas adheridas a la superficie
Discontinuidades en los materiales.
1. Discontinuidades de conformado
Las discontinuidades que se originan durante el conformado en caliente o en frío se dice que son discontinuidades de proceso primario. El procesado de un producto extruído, por medio de rolado, forjado, fundición o estirado puede producir discontinuidades específicas en el producto, además las discontinuidades inherentes que no fueron detectadas o que eran insignificantes pueden propagarse y volverse en detrimento del material.
En la tabla siguiente se incluye un resumen de estas discontinuidades:
Costuras (Seams)
Cuando un lingote es procesado, las discontinuidades inherentes tales como los paquetes de gas, sopladuras y grietas son roladas y estiradas longitudinalmente.
Cuando existen estas discontinuidades, ocurre una falta de llenado del material durante la operación de rolado. Las costuras también pueden generarse en laminados semi- terminados y terminados por la falta de o pobre lubricación, o dados de tamaño excesivo.
Como resultado de pasos múltiples de operaciones de rolado, las áreas con falta de llenado son roladas y se juntan para formar una costura. Las superficies que se encuentran oxidadas y pueden ser soldadas intermitentemente se juntan y se forman muy estrechas, normalmente son como grietas rectas que varían en su profundidad desde la superficie.
Laminaciones
Las laminaciones son separaciones que típicamente están alineadas con la superficie de trabajo de un material. Estas pueden ser resultado de sopladuras, fisuras internas, costuras, tubería (pipe), segregaciones o inclusiones que se alargan y aplanan durante el proceso de rolado.
Las laminaciones pueden ser superficiales o subsuperficiales, son generalmente planas y extremadamente delgadas.
Las laminaciones pueden ser detectadas por partículas magnéticas en el extremo o en una sección transversal a través de la placa rolada.
Encordados (Stringers)
Los encordados son principalmente encontrados en barras. Son originados por el aplanado y alargado de inclusiones no metálicas durante las operaciones de rolado. Los encordados son típicamente subsuperficiales, líneas rectas semicontinuas y paralelas a la longitud de la barra.
Cupping
Típicamente ocurre durante las operaciones de extrusión o como resultado de un estirado en frío severo, el cupping es una serie de rupturas internas (chevron) dentro de barras o alambres. Debido a que el interior de un metal no puede fluir tan rápidamente como la superficie, los esfuerzos internos provocan grietas subsuperficiales transversales.
Grietas en frío
Después de la operación de rolado de barras estiradas en frío, pueden desarrollarse las grietas en frío debido a esfuerzos internos causados por un enfriamiento no uniforme del material. Tales grietas son típicamente longitudinales y varían en su profundidad y longitud. Aunque en ocasiones se confunden con costuras, las grietas en frío no presentan superficies oxidadas.
Traslapes de forja y de rolado (Laps)
Los traslapes de forja son el resultado de metal que está siendo doblado o plegado, formando un área que es apretada fuertemente pero que no llega a ser soldada. Es causado por falla de los dados, dados con espacios mayores o manejo inapropiado del metal dentro de los dados. Los traslapes de forja son normalmente abiertos a la superficie, pueden ser paralelos o inclinados a un ángulo muy pequeño con respecto a la superficie.
Los traslapes de rolado son una condición similar a las costuras. Material excesivo es doblado o plegado durante un paso del rolado, causando un sobre llenado o aleta aguda.
Cuando la barra es girada para los pasos siguientes, el sobrellenado es rolado sobre la superficie.
Debido a que su superficie se encuentra fuertemente oxidada, el sobrellenado no puede ser soldado por las operaciones de rolado. Los traslapes de rolado son normalmente rectos o ligeramente curvos, pueden ser paralelos o inclinados a un ángulo muy pequeño con respecto a la superficie.
Estallido (reventón) interno o externo (Bursts)
Los estallidos internos se encuentran en barras y forjas, resultan de temperaturas excesivas de trabajo. Las discontinuidades que existen antes del conformado (porosidad tubería, segregaciones o inclusiones) son desgarradas por los altos esfuerzos de tensión desarrollados durante la operación de conformado.
Los metales rolados y forjados también pueden desarrollar estallidos internos cuando es insuficiente la capacidad del equipo para trabajar el metal a través de su sección transversal.
Los estallidos externos típicamente se producen cuando la sección conformada es demasiado grande o donde las secciones son delgadas.
