Imende-Introduccion a Los Ensayos No Destructivos.

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Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos, A. C.

Fundamentos

a

los

Ensayos

No

Destructivos

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prohibido copiar o transferir la información que este documento contiene por cualquier medio o tecnología S1l1 autorización previa y por escrito del autor.

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Alfonso R. García Cueto Introducción a los Ensayos No Destructivos

Tabla de Contenidos

Presentación ... V Capítulo 1, Introducción

Los Ensayos de Materiales ... 1-1 Capítulo 2, Los Ensayos Destructivos

Visión General ... 2-1 Información General de las Pruebas Mecánicas ... 2-2 Conceptos Relacionados con las Pruebas Mecánicas ... 2-3 Pruebas de Tensión ... 2-5 Pruebas de Doblado (Bend Testing) ... .2-8 Pruebas de Dureza ... 2-9 Pruebas de Impacto ... 2-12 Pruebas Químicas ... 2-14 Pruebas Metalográficas ... : ... 2-16 Capítulo 3, Los Ensayos No Destructivos (END)

Visión G·eneral ... 3-1 Información General Sobre los Ensayos No Destructivos (END) ... 3-2 Métodos de END ... 3-4 Limitaciones del Campo de Acción de los END ... , ... 3-8 Ventajas y Limitaciones de los END ... 3-10 Aplicaciones de los END en los Procesos Productivos ... 3-11 Beneficios de los END en las Distintas Áreas de una Empresa ... 3-14 Capítulo 4, Métodos de Inspección Superficial

Visión General ... 4-1 El Método de Inspección Visual (VT) ... .4-2 El Método de Líquidos Penetrantes (PT) ... 4-7 El Proceso General de PT ... 4-12 Los Consumibles para la Inspección por PT ... .4-20 El Método de Partículas Magnéticas (MT) ... .4-22 El Proceso General de MT ... 4-28 El Método de Electromagnetismo (ET) ... .4-37

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Capítulo 6, La Capacitación, la Calificación y la Certificación en END

Visión General ... 6-1 La Capacitación ... 6-2 La Calificación ... 6-3 La Certificación ... 6-5 Las Normas de la Capacitación, la Calificación y la Certificación en END ... 6-6 Los Niveles de Habilidad en END ... 6-8

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Presentación

Durante la segunda mitad del siglo XX, tras la generación de nuevas tecnologías, también cambiaron las formas de producción y surgió la necesidad de mejorar los productos y los serVICIOS.

Un efecto de esta situación es el desarrollo de los Ensayos de Materiales o pruebas de materiales, diseñadas para asegurar que los materiales, las piezas, los componentes y las uniones soldadas cumplan su función con eficiencia.

Este texto es un acercamiento a esta disciplina y trata acerca de: • los Ensayos Destructivos

• los Ensayos No Destructivos; y

• el proceso que avala la formación y capacidad de un individuo para realizar END

Esperamos que estas páginas sean de utilidad para el lector, al coi1tener información actualizada en una presentación amigable y útil.

Asimismo, agradecemos a todas aquellas personas e instituciones que hicieron posible la realización de esta obra en sus distintos aspectos.

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Los Ensayo

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¿Qué son?

¿Para qué sirven?

¿Por qué se aplican?

Los Ensayos de Materiales son pruebas que evalúan las propiedades mecánicas, químicas y fisicas de:

• los materiales que la industria usa • los productos que ésta consume, y • los productos que ésta fabrica

Los Ensayos de Materiales sirven para:

• determinar las características específicas de los materiales, como la composición química y las propiedades mecánicas y metalúrgicas

• detectar, dimensionar y evaluar discontinuidades o defectos como grietas, inclusiones de escoria y falta de penetración y fusión incompletas

El ensayo ideal es la operación de un componente o una estructura en las condiciones reales de funcionamiento; pero de ser posible, resultaría caro y consumiría mucho tiempo.

Debido a esto, se usan los Ensayos de Materiales, cuyos resultados pueden relacionarse con los materiales, los componentes y las estructuras que se han cOf!1portado satisfactoriamente durante el servicio.

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Los Ensayos de Materiales,

Continuación

¿Cuándo se aplican?

¿Qué tipos hay?

Los Ensayos de Materiales se aplican en las distintas etapas de un proceso productivo: • Materias primas • Procesos de fabricación • Productos finales • Materiales en servicio • Reparaciones o reconstrucciones

Como se mencionó anteriormente, existen dos tipos de Ensayos de Materiales:

• Ensayos Destructivos

• Ensayos No Destructivos (END)

La diferencia fundamental que distingue a estos ensayos es la condición de las propiedades fisicas, químicas, mecánicas o dimensionales del material o componente sujeto a inspección después de aplicar el ensayo:

• en los Ensayos Destructivos, una o varias de estas características se alteran permanentemente y la muestra queda destruida o inservible

• en los END, no hay alteración permanente de las propiedades de la muestra y se puede usar o reparar

Este texto trata principalmente de los END y es una introducción que proporciona al lector una pánorama general de los distintos métodos que componen esta disciplina.

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Capítulo 2

Los Ensayos Destructivos

Visión General

¿Qué son? ¿Para qué sirven? ¿En qué cantidad se realizan? Importante Contenido

Los Ensayos Destmctivos son métodos fisicos directos que dañan o alteran de

forma permanente las propiedades fisicas, químicas, mecánicas o dimensionales del material, parte o componente sujeto a inspección.

Los Ensayos Destmctivos sirven para conocer las propiedades intrínsecas

(mecánicas, químicas y fisicas) de un material como:

• resistencia a la tensión • composición química real

• tenacidad • resistencia al desgaste o a la corrosión

• dureza

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L-Los Ensayos Destructivos se realizan sólo sobre muestras representativas

obtenidas de un lote de producto.

Este capítulo es un acercamiento general a los Ensayos Destmctivos. El tema es muy amplio y no es el objeto de estudio del presente texto.

Es una referencia que perniite al lector ahondar por su propia cuenta en investigaciones posteriores.

Este capítulo contiene los siguientes temas:

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Información General de las Pruebas Mecánicas

¿Qué son? ¿Para qué sirven? . Qué tipos hay?

Las Pruebas Mecánicas son ensayos que involucran la deformación plástica o permanente de un material o componente e indican si éste es apto para un servicio mecánico determinado.

Estas pruebas se aplican para determinar las propiedades mecánicas de un material:

• resistencia • tenacidad • ductilidad y • dureza

Estas propiedades mecánicas están relacionadas con las reacciones elásticas o inelásticas (plásticas) de un material cuando se le aplica una fuerza o

involucran la relación entre esfuerzo y deformación .

Existen pruebas mecánicas estáticas y dinámicas. La mayor parte de éstas se realiza a temperatura ambiente, pero hay otras que deben conducirse a temperaturas muy altas o muy bajas.

Las pruebas mecánicas más frecuentes son las siguientes:

• Tensión • Impacto

• Doblado • Fatiga

• Dureza • T ermofluencia (Creep) Estas pruebas se describen más adelante en este capítulo.

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1 Conceptos Relacionados con las Pruebas Mecánicas

Introducción Deformación (Strain) Ductilidad (Ductility) Elasticidad Esfuerzo (Stress) Fragilidad

Para estudiar las Pruebas Mecánicas, antes es necesario entender los conceptos que se definen a continuación.

La deformación (Strain) es la medida del cambio en la forma o tamaño de un cuerpo, referido a su forma o tamaño or~ginal.

La ductilidad (Ductility) es la habilidad de un material para defonnarse plásticamente antes de fracturarse.

Por lo general, la ductilidad se evalúa por la elongación o la reducción de área en una prueba de tensión o por el radio del ángulo de doblez en una prueba de doblado.

La elasticidad es la propiedad de un material en virtud de la que, después de deformarse bajo la aplicación de una fuerza (carga), este material tiende a recuperar su tamaño y forma originales cuando deja de aplicarse la fuerza.

El esfuerzo (Stress) es la intensidad de la fuerza por unidad de área, a menudo pensada como la fuerza que actúa en una pequeña área dentro de un plano. El esfuerzo puede dividirse en componentes, normal y paralelo al plano, llamados esfuerzo normal y esfuerzo cortante, respectivamente.

Los esfuerzos se expresan en términos de fuerza por unidad de área, tales como libras fuerza por pulgada cuadrada; o en Mega Pascal es.

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Conceptos Relacionados con las Pruebas Mecánicas,

Continuación

Plasticidad

Tenacidad

(Touglllless)

La plasticidad es la capacidad de un metal para deformarse de forma permanente sin sufrir rotura.

La tenacidad (toughness) es la capacidad de un metal de absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse.

También se la define como la habilidad de un metal para resistir a la fractura en presencia de una ranura o entalla; y para absorber las cargas deformándose plásticamente.

Por lo general, la tenacidad se evalúa al medir la energía absorbida por una muestra muescada durante un ensayo de impacto.

El área bajo la curva esfuerzo - deformación de la prueba de resistencia a la tensión también se usa como una medida de la tenacidad de un material.

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Pruebas de Tensión

¿Qué son?

¿Para qué sirven?

Las Pruebas de tensión son ensayos que se emplean para determinar la resistencia de los materiales bajo esfuerzos de tracción.

Estos esfuerzos son nonnales perpendiculares al plano sobre el que actúan y son producto de fuerzas cuyas direcciones se apartan de tal plano.

Estas pruebas también sirven para evaluar la ductilidad de los materiales. La siguiente imagen muestra una prueba de tensión:

Estas pruebas se aplican para determinar las siguientes propiedades de un material:

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Pruebas de Tensión,

Continuación

Propiedades de Las propiedades de los materiales que las Pruebas de Tensión determinan los materiales consisten en:

Resistencia a la tensión (tensile strength)

Es el esfuerzo de tracción máximo que un material es capaz de soportar. También se le llama resistencia última. ~e calcula al dividir la carga máxima (la de rotura) durante la prueba entre el área de la sección transversal original de la muestra.

Resistencia de fluencia o cedencia (vield strength)

Es el esfuerzo de ingeniería al que de manera convencional se considera que comienza la elongación plástica de la muestra en prueba.

Elongación

Es el incremento medido en la longitud calibrada de la muestra en prueba. Por lo general se expresa como un porcentaje de la longitud calibrada original. Reducción de área

Es la diferencia entre las áreas de las secciones transversales de la muestra en prueba, la original y la más pequeña después de realizado el ensayo. La reducción de área se expresa como un porcentaje del área de la sección transversal original.

Nota: la elongación y la reducción de área son una medida de la ductilidad del material.

La siguiente imagen muestra un diagrama de esfuerzo - deformación de un material metálico: r~ o, :.:: o N

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Pruebas de Tensión,

Continuación

¿Por qué se aplican?

Las Pruebas de Tensión se aplican porque gran parte del diseño de los productos, incluso las partes y equipos soldados, se basa en las propiedades de tensión de los materiales empleados.

En el campo de las construcciones soldadas, las pruebas de tensión se emplean para ensayar metales base, metal de soldadura y juntas soldadas. Estas pruebas incluyen regiones de metal base, metal depositado de soldadura y zonas térmicamente afectadas.

Las pruebas de tensión de las muestras obtenidas de cupones de calificación de procedimientos de soldadura sirven para demostrar que las juntas soldadas que se pueden obtener con el procedimiento calificado tienen las propiedades de tensión iguales o superiores a los metales base soldados.

Otras pruebas de tensión que se emplean con frecuencia son las de:

• tensión a corte para determinar la resistencia al corte de las soldaduras de filete y en juntas obtenidas por medio de soldadura fuerte; y

• tensión a corte para soldaduras por puntos

La siguiente imagen muestra una prueba de tensión:

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Pruebas de Doblado

(Bend Testing)

¿Qué son'? ¿Qué tipos hay'? ¿Para qué sirven'?

Las Pruebas de Doblado (bend testing) son ensayos que consisten en doblar o plegar una muestra bajo cargas aplicadas gradual y uniformemente; aunque a veces también se aplican mediante impactos.

Las Pruebas de Doblado se clasifican en: • libre

• guiado • semiguiado, y

• "doblez alrededor de" (wraparound bend test)

Estas pruebas se aplican para evaluar la ductilidad y sanidad (ausencia de defectos) en los materiales.

La ductilidad por lo general se juzga al verificar si la muestra se fracturó o no bajo las condiciones especificadas de prueba.

Doblado guiado

Las pruebas de doblado guiado se usan como palie del proceso de calificación de procedimientos de soldadura y habilidad de soldadores y operadores de . equipo para soldar.

Las muestras de doblado guiado pueden ser longitudinales o transversales al eje de la soldadura, y estas últimas, dependiendo de la superficie que se somete a tensión durante la prueba, pueden ser de doblado de cara, raíz o lateral.

Muestras de cupones de prueba

Los resultados de las pruebas de doblado que se practican a las muestras tomadas de los cupones de pruebas de calificación de procedimientos y de habilidad del personal de soldadura sirven para verificar respectivamente que: • el procedimiento de soldadura propuesto (en proceso de calificación) es

capaz de producir juntas soldadas con los niveles de ductilidad mínimos especificados por las normas aplicables

• los soldadores o los operadores de equipo para soldar son capaces de depositar metal de soldadura sin defectos y con el nivel de ductilidad requerido

(18)

Pruebas de Du reza

¿Qué son? ¿Qué tipos hay? ¿Para qué sirven?

Las Pmebas de Dureza son ensayos que miden la resistencia que ofrece un material a:

• la deformación, en particular a la deformación permanente • la depresión (indentation), o

• al rayado

La dureza puede considerarse como la resistencia que ofrece un metal a ser penetrado.

Los métodos de pmeba de dureza a emplear en una aplicación específica dependen de factores como la dureza o resistencia del metal, el tipo de metal o aleación y su espesor y la información requerida.

Hay métodos de pmeba y escalas de dureza apropiadas para cubrir diferentes necesidades. También hay pmebas de microdureza adecuadas para medir la dureza de las juntas soldadas en sus diferentes regiones.

Las Pmebas de Dureza se clasifican en: • Brinell

• Vickers • Knoop

• Rockwell (varias escalas)

Estas pmebas se aplican para evaluar metales base, metal de soldadura depositado y zonas afectadas térmicamente.

(19)

Pruebas de Dureza,

Continuación

Durómetl'OS Las siguientes imágenes muestran distintos tipos de durómetros:

Durómetro de Brinell

Durómetro de Rocwell

Durómetro Vickers

Durómetro Telebrineller

(20)

Pruebas de Dureza,

Continuación

Otros equipos Las siguientes imágenes de otros equipos para realizar pruebas de dureza:

Escleroscopio o durómetro de rebote Indentador de cono de diamante para dureza Rocwell Indentador de esfera para dureza

Rocwell

Pantalla con la huella de una dureza Vickers

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Pruebas de Impacto ((/

J .. ,( . f( /{/l':~'Ut/U ¿Qué son? (,Para qué sirven? Tenacidad y grietas

Las Pruebas de Impacto son ensayos que miden la tenacidad de un material. Existen materiales que se consideran dúctiles por los resultados de las Pruebas de Tensión y de Doblado; pero que independientemente de esto son frágiles porque se fracturan con muy poca o ninguna deformación plástica y al aplicarles muy poca energía.

La siguiente imagen muestra una máquina para pruebas de impacto de última generación:

Estas pruebas se aplican para verificar la tenacidad de materiales que se comportan de forma dúctil durante las Pruebas de Tensión o de Doblado; pero que podrían ser frágiles, porque tenacidad y ductilidad son propiedades distintas.

Algunos metales, en particular los aceros ferríticos, muestran un cambio de comportamiento (de dúctil a frágil) en el modo de falla en las siguientes circunstancias:

• al descender la temperatura • al tener muescas o ranuras, o • por la forma de aplicarles las cargas

La tenacidad con respecto a la fractura (Facture toughness) es un término genérico empleado para referirse a la resistencia de los materiales el) relación con la extensión de las grietas.

La propagación de las grietas requiere de una fuente de energía que, en las estructuras en servicio, procede de la energía de deformación elástica

almacenada. En los ensayos de tenacidad en fractura, la máquina de prueba es la fuente de energía.

(22)

Pruebas de Impacto,

Continuación

¿Qué tipos hay? Prueba de impacto Charpy Péndulos

Las Pruebas de Impacto para medir la tenacidad más empleadas son: • la prueba de impacto Charpy en probeta con ranura en "Y"

• el desgarre dinámico

• la tenacidad de fractura en plano de deformación (plane strain fi'acture toughness), y

• la caída de peso (drop weight)

De éstas, la prueba de impacto Charpy es la más empleada y por ello aquí se describen sus campos de aplicación.

La prueba de impacto Charpy puede reproducir el cambio de comportamiento dúctil a frágil de los aceros en un intervalo de temperaturas similar al que sucede en condiciones reales de servicio de las estructuras o los componentes. Esto no sucede en las Pruebas de Tensión ordinarias, en las que la transición dúctil - frágil ocurre a temperaturas mucho más bajas.

Los resultados generalmente se reportan en términos de energía absorbida por los espeéimenes (en libras / pie o en joules), aunque también se reportan como el porcentaje de fractura frágil y la expansión lateral.

Importante: los resultados de la prueba de impacto Charpy en probeta con ranura en "Y" no deben usarse directamente para valorar el comportamiento de una estructura o componente.

Las siguientes imágenes muestran dos péndulos para pruebas de impacto:

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Pruebas Químicas

¿Qué son? ¿Para qué sirven? .lué es la t 'rrosión?

Las Pruebas Químicas son ensayos que consisten principalmente en

determinar la composición química elemental de un material; pero también se aplican para conocer el comportamiento de las aleaciones ante ambientes que pueden ser extremos, como es el caso de ambientes salinos, ácidos o cáusticos y que ocasionan diferentes tipos de oxidación o corrosión.

La siguiente imagen muestra una prueba química de análisis por vía húmeda:

Las Pruebas Químicas se aplican con dos propósitos principales: • determinar la composición química de los metales, y

• evaluar su resistencia a la corrosión

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La corrosión es el deterioro de un metal debido a la reacción química o electroquímica con su ambiente. Puede atacar de manera uniforme a la junta soldada o atacar de manera preferencial el metal base, el de soldadura o la zona afectada térmicamente.

EXlsten varios tipos o mecanismos de cOlTosión: • picadura o cOlTosión diseminada (pitting)

• corrosión en línea (fine co/'rosion)

• corrosión generalizada (gcneral corrosion)

• "ranuramiento" (groovi ng)

• cOlTosión galvánica (galvan ic corrosion)

, • ataque de hidrógeno (hydrogen attack)

• fragilización causada por hidrógeno (hydrogen embrittlel71ent); y agrietamiento por corrosión bajo esfuerzo (stress corrosion cmcking)

(24)

Pruebas Químicas,

Continuación

Espectrómetros Las siguientes imágenes muestran espectrómetros que se usan para pruebas químicas:

Espectrómetro de emisión por plasma Espectrómetro de emisión atómica

(25)

Pruebas Metalográficas

¿Qué son?

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Las Pruebas Metalográficas son ensayos que consisten en seleccionar una muestra representativa de la estructura metálica que se requiere evaluar, prepararla y examinarla.

La muestra se prepara mediante distintas técnicas: • corte

• desbaste • pulido

• ataque químico

• o ataque electroquímico

El examen de la muestra puede hacerse: • a simple vista

• con una lente de pocos aumentos (lupa) • con un microscopio óptico

• con un microscopio electrónico, o • con la técnica de difracción de rayos X

La siguiente imagen muestra una preparación de muestras metalográficas:

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Pruebas Metalográficas,

Continuación

¿Para qué sirven?

Estas pruebas se aplican para determinar uno o más de los siguientes aspectos:

• la sanidad (ausencia de defectos) de los materiales • la distribución de inclusiones no metálicas

• la estructura metalúrgica del metal

En general, las Pruebas Metalográficas permiten revelar aspectos tales como la estructura y configuración generales de los cordones de soldadura y su penetración, así como la presencia de poros, grietas e inclusiones.

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Capítulo 3

Los Ensayos No Destructivos (END)

Visión General

Introducción

Contenido

Al evolucionar los modos de producción, la industria y el mercado exigen el cumplimiento de requisitos de seguridad más estrictos. Ahora se requieren procesos de inspección y pruebas para verificar los componentes críticos hasta en un 100% en algunas industrias como la aeronáutica, la aeroespacial, la nucleoeléctrica y la petroquímica, entre otras.

Tal circunstancia plantea una severa dificultad para las áreas de Calidad y de Seguridad Industrial. La solución al problema es la aplicación de los Ensayos No Destructivos (END).

Los END ocupan un amplio campo de estudio. Se han desarrollado a partir de las diferentes necesidades de información y del ámbito de trabajo que cada método puede abarcar.

Este capítulo es una introducción a los Ensayos No Destructivo, que facilita al lector entender los distintos métodos de END y ubicar su campo de acción.

Tema Página

Información General sobre los Ensayos No Destructivos

3-2 (END)

Métodos de END 3-4

Limitaciones del Campo de Acción de los END 3-8

Ventajas y Limitaciones de los END 3-10

(29)

Información General Sobre los Ensayos No Destructivos

(END)

¿Qué son? ¿Para qué sirven? ¿En qué cantidad se realizan?

Los Ensayos No Destructivos son métodos físicos indirectos, que no dañan o alteran de forma permanente las propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales del material, parte o componente sujeto a inspección.

Estos métodos fisicos indirectos aprovechan fenómenos como: • la capilaridad de los líquidos

• la alteración de los campos magnéticos • la transmisión del sonido

• la opacidad al paso de la radiación

Los Ensayos No Destructivos también se conocen como Pruebas No Destructivas y se abrevian con las siglas END.

Los END se usan para:

• evaluar la homogeneidad de un material

• inspeccionar todo un lote sin destruir una muestra

• conocer el cambio de una propiedad cuando el material está en servicio como:

- su espesor remanente

- la ausencia de daños por servicio

Importante: los END no sustituyen a los Ensayos Destructivos porque sus campos de acción son distintos. Éstos últimos se usan para determinar las propiedades fisicas inherentes de los materiales, como la resistencia a la tensión, la dureza y la maleabilidad.

Dado que los END no afectan permanentemente las propiedades fisicas, químicas o mecánicas del material sujeto a inspección, se pueden aplicar en la totalidad de una pieza o en todo un lote de producción y se realizan de

acuerdo con el tipo de discontinuidad o daño que se requiere detectar.

(30)

Información General Sobre los Ensayos No Destructivos

(END),

Continuación

Clasificación Los END se clasifican según su campo de aplicación en: • Inspección Superficial

• Inspección Volumétrica

• Inspección de la Integridad o Hermeticidad • Otros métodos de inspección no destructivos

El siguiente tema, "Métodos de Ensayos No Destructivos", describe de forma general cada uno de estos grupos y los métodos que los integran.

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Métodos de END

Introducción Método y técnica Inspección Superficial

Como se mencionó en el tema anterior los Ensayos No Destructivos (END) se clasifican en tres grupos:

• Inspección Superficial • Inspección Volumétrica

• Inspección de la Integridad o Hermeticidad • Otros métodos de inspección no destructivos A continuación se describen éstos.

A menudo los términos método y técnica se usan indistintamente. Para el ámbito de los END, se definen de la siguiente manera:

Método es una disciplina que aplica un principio físico para realizar una inspección no destructiva; por ejemplo, los Líquidos Penetrantes son un método.

Técnica es la aplicación específica de un método de END; por ejemplo, los líquidos penetrantes posemulsificables son una técnica de Líquidos

Penetrantes.

En este texto se procura respetar y aplicar estas definiciones.

Nota: la NMX-B-133-l987, ASME, SEC V, SE-165, ASTM E-165 y la especificación militar MIL-I-6866 denominan a las distintas técnicas de PT como métodos.

La Inspección Superficial se usa para detectar solamente discontinuidades abiertas o muy cercanas a la superficie del material o pieza en inspección (3 mm de profundidad como máximo).

Los métodos de Inspección Superficial son:

Inspección Visual Líquidos Penetrantes Partículas Magnéticas Electromagnetismo (ET)

Método

• Corrientes de Eddy (materiales no ferromagnéticos) • Campo remoto (materiales ferromagnéticos)

Siglas en inglés

VT

PT MT

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Métodos de END,

Continuación

Inspección Volumétrica

Inspección de la Integridad o de Hermeticidad

La Inspección Volumétrica se usa para detectar las discontinuidades o daños dentro del material u objeto en inspección y que nos son visibles en la superficie de la pieza.

Los métodos de Inspección Volumétrica son:

Ultrasonido Industrial Radiografía Industrial Radiografía Neutrónica Emisión Acústica

Método· Siglas en inglés

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RT NT AET

Estos métodos de END se describen ampliamente en el capítulo 5 de este manual.

La Inspección de la Integridad o de la Hermeticidad se usa para verificar la capacidad de un recipiente para contener un fluido (sólido o gaseoso) a una presión superior, igualo inferior a la atmosférica; pero sin que existan pérdidas apreciables de presión o del volumen del fluido de prueba en un periodo previamente establecido.

En resumen, esta prueba sirve para detectar si un recipiente tiene fugas. Los métodos de Inspección de la Integridad o de la Hermeticidad son:

Método

Pruebas por cambio de presión: • Hidrostática

• Neumática

Pruebas por pérdidas de fluido: • Cámara de burbujas • Detector de halógeno Siglas en inglés HLT PLT BLT SLT

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Métodos de END,

Continuación

Otros métodos de inspección no destructivos

Existen otros métodos de inspección no destructivos y se describen brevemente a continuación:

Termografia infrarroja

Este método se basa en la detección mediante cámaras o sensores especiales de las zonas donde existe un diferencial de temperatura que puede poner en riesgo la operación segura de un equipo. Sus aplicaciones más comunes son: • en la industria aeronáutica, para inspeccionar estructuras en forma de panal

para conocer la presencia de contaminación con agua que puede congelarse y dañar los tecnolaminados

• en la industria de energía, para inspeccionar:

- los "puntos calientes" en las líneas de transmisión de energía eléctrica, debidas a problemas de corto circuitos yen la zona de contacto de las navajas de los interruptores de alta tensión

• los aislantes dieléctricos en las líneas de conducción de media y baja tensión • en la industria química y petroquímica, para detectar

- las zonas de altas temperaturas en el caso de calderas o calentadores que indican daños en los aislantes térmicos o en los refractarios

-las zonas sobre enfriadas en el manejo de materiales criogénicos o que son indicio de contaminación por condensación de humedad

• en el mantenimiento de instalaciones comerciales de oficinas o habitacionales, para detectar zonas de mal aislamiento que ocasionan pérdidas en los sistemas de aire acondicionado

Emisión acústica

Este método se basa en la detección, por medio de sensores, de la emisión de energía que los átomos o moléculas emiten cuando un material se deforma o se fractura. Los sensores se colocan en ciertos puntos y la emisión que captan permite conocer en qué lugar está creciendo el defecto.

Este método tiene como limitación que sólo detecta discontinuidades que están creciendo y que el esfuerzo que debe aplicarse siempre debe ser un poco superior al esfuerzo al que opera el equipo ~le se inspecciona.

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Métodos de END,

Continuación

Otros métodos de inspección no destructivos (Continuación) Complemento entre métodos

La aplicación principal de la Emisión Acústica es en materiales cargados dinámicamente, como es el caso de:

• estructuras de puentes y edificios • los ejes de carros de ferrocarril

• partes de algunas estructuras aeronáuticas, y

• los brazos telescópicos empleados en la inspección de líneas elevadas de energía eléctrica o tuberías

Holografía con luz láser

Este método se emplea para detectar daños superficiales en materiales como son las llantas de servicio aeronáutico o las partes fabricadas con materiales compuestos, como las fibras de carbono monodireccionadas o los materiales cerámico metálicos.

Los métodos de un grupo de END no sustituyen a los métodos de otro grupo; se complementan entre sí.

El Ultrasonido Industrial no sustituye a los Líquidos Penetrantes y las

Partículas Magnéticas no sustituyen a la Radiografía Industrial. Unos métodos son efectivos en la superficie del material y otros lo son al interior de su cuerpo.

Esta circunstancia de expone con más detalle en el siguiente tema, "Limitaciones del Campo de Acción de los Ensayos No Destructivos".

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Limitaciones del Campo de Acción de los END

Introducción Los grupos de ensayos no son sustituibles "taClOnes lA': la Inspección Supe:' licial Limitaciones de la Inspección Volumétrica

Una de las actividades más importantes relacionadas con la aplicación de los END es elegir el método y la técnica que generen resultados útiles y

confiables para el usuario.

Este tema describe algunas circunstancias que se deben considerar para elegir el método de Ensayo No Dest1l1ctivo adecuado, principalmente de acuerdo con el campo de acción y sensibilidad de cada grupo de métodos.

Los distintos métodos y técnicas de un mismo grupo (Inspección Superficial, Inspección Volumétrica'e Inspección de la Integridad o Hermeticidad) se ' pueden intercambiar entre sí. Esto permite aumentar la velocidad de la inspección o la sensibilidad en la detección de discontinuidades

Sin -.:mbargo. los ensayos de un grupo de métodos no sustituyen a los de otro grupo. Lo anterior es porque, como se mencionó anteriormente, unos métodos son efectivos en la superficie del material o a muy poca profundidad; y otros lo > \1 sólo al interior de su cuerpo.

Los métodos de Inspección Superficial tienen grandes limitaciones para detectar discontinuidades subsuperficiales.

Los Líquidos Penetrantes no pueden detectar discontinuidades que no estén abiertas a la superficie del material en inspección. De igual modo, las Partículas Magnéticas (MT) y el Electromagnetismo (ET) disminuyen notablemente su sensibilidad cuando aumenta el espesor de la muestra que se insp.ecciona. Esto es consecuencia de que la intensidad del campo magnético generado o la corriente inducida decrecen de forma cuadrática o exponencial con la profundidad, representada por el espesor del material.

Las pruebas de Inspección Volumétrica tienen limitaciones cuando se intenta encontrar defectos cercanos a la superficie.

Éste es el caso del campo muelio del haz ultrasónico o la faIta de definición ,(penumbra) en una radiografía.

(36)

Limitaciones del Campo de Acción de los END,

Continuación

Limitaciones de la Inspección de la Integridad o Hermeticidad

Conclusión

En el caso de las pruebas de hermeticidad éstas no sustituyen de modo alguno a los ensayos de los otros grupos; ya que tan sólo aseguran que un recipiente pueda contener un fluido sin que existan pérdidas apreciables del mismo. Debido a lo anterior es posible que, en una primera prueba, el recipiente pase con éxito. No obstante, el recipiente puede contener un defecto que debió detectarse previamente con alguno de los demás ensayos.

Al paso del tiempo, el defecto podría crecer hasta convertirse en una falla del material del recipiente. La consecuencia podría ser desastrosa, al acarrear. pérdidas de bienes materiales e incluso de vidas humanas.

En conclusión, los ensayos de distintos grupos se complementan; pero no se sustituyen debido a sus propias limitaciones.

(37)

Ventajas y Limitaciones de los END

Ventajas

Limitaciones

Las principales ventajas de los END son que:

• El material inspeccionado es útil después de la inspección si está sano. • No hace falta detener la producción, pues no son pruebas intrusivas. • Se aplican con relativa rapidez.

• Los resultados son repetibles y reproducibles.

• Se pueden aplicar en procesos de producción con un control automatizado (inspección on line).

• Sólo hay "pérdidas" cuando se detecta un material defectuoso. • Aumentan la seguridad y confiabilidad de un producto.

• Se pueden emplear en cualquier parte del proceso de producción.

Las principales limitaciones de los END son que:

• La inversión inicial en equipo es alta; pero se justifica al analizar la relación costo - beneficio; en especial en lo referente a tiempos muertos en las líneas de producción. En EUA los END aplicados a los componentes aeronáuticos representan un 0.03% del precio al consumidor.

• El personal que realiza los END se debe capacitar, calificar y certificar; además de contar con experiencia acumulada para interpretar correctamente las indicaciones y evaluar los resultados.

• Sus determinaciones son sólo cualitativas o'semicuantitativas.

• Sus resultados siempre dependen del patrón de referencia empleado en la calibración.

• Cuando no existen procedimientos de inspección debidamente preparados y calificados; o cuando no hay patrones de referencia o calibración adecuados, distintos inspectores pueden interpretar y ponderar una misma indicación de forma diferente.

• La confiabilidad de los resultados depende en gran medida de la habilidad y experiencia del inspector.

(38)

Aplicaciones de los END en los Procesos Productivos

Introducción

Recepción de materias primas

Los END pueden usarse en cualquier etapa de un proceso productivo: • Recepción de materias primas

• Subprocesos de fabricación • Inspección final o de liberación

• Inspección y comprobación de partes y componentes en servicio A continuación se describen estas aplicaciones de los END.

Se aplican END durante la recepción de las materias primas que llegan al almacén para comprobar la homogeneidad, la composición química y evaluar ciertas propiedades mecánicas.

Este tipo de inspección es muy rentable cuando se inspeccionan partes o componentes críticos, en los procesos de fabricación controlada o en la producción de piezas en gran escala.

La siguiente imagen muestra una inspección durante la recepción de materiales:

(39)

Aplicaciones de los END en los Procesos Productivos,

Continuación

Subprocesos de fabricación

Durante los diferentes subprocesos de un proceso de fabricación, los END sirven para comprobar si el componente está libre de defectos producto de: • un mal maquinado

• un tratamiento térmico incorrecto, o • una soldadura mal aplicada

La siguiente imagen muestra una inspección durante el proceso de fabricación:

Inspección final En la inspección final o de liberación de productos terminados; para garantizar al usuario que la pieza cumple o supera sus requisitos de

aceptación; que la parte es del material que se había prometido o que la parte o componente cumplirá de manera satisfactoria la función para la que fue creada.

(40)

Aplicaciones de los END en los Procesos Productivos,

Continuación Inspección y comprobación de partes y componentes en servicio

En la inspección y comprobación de componentes y partes que se encuentran en servicio, los END permiten:

• verificar que éstos todavía se pueden emplear de forma segura • conocer el tiempo de vida remanente, o

• programar adecuadamente los paros de mantenimiento para no afectar el proceso productivo

(41)

Beneficios de los END en las Distintas Áreas de una

Empresa

Introducción

Beneficios

Producción

Para generar beneficios, los END deben ser parte de un buen programa de aseguramiento de calidad.

La infonnación que de ellos se obtiene se debe analizar y aplicar en medidas de tipo preventivo para evitar la repetición de los problemas. De lo contrario, la aplicación de los END no reduce los costos de producción o de

mantenimiento; pero sí aumenta los costos de inspección.

Los END generan beneficios en las distintas áreas dentro de una empresa: • Producción

• Mantenimiento

• Aseguramiento de la Calidad A continuación se describen éstos.

En el área de Producción, los END generan estos beneficios: • Aplicados correctamente reducen los costos de producción. • Reducen la entrada de materia prima defectuosa.

• Reducen tiempos muertos en proceso.

• Aumentan la productividad sin aumentar la capacidad instalada.

• Penniten detectar los errores y corregirlos en los diferentes pasos de un proceso:

- mal maquinado

- tratamientos térmicos incompletos -'- defectos de soldadura

(42)

Beneficios de los END en las Distintas Áreas de una

Empresa,

Continuación

Mantenimiento En el área de Mantenimiento, los END generan estos beneficios:

Aseguramiento de la Calidad Beneficio de los END como medida preventiva

• Ayudan a predecir el estado del equipo o material inspeccionado. • Ayudan a programar las fechas más convenientes de reparación. • Aumentan la seguridad de las reparaciones.

• Permiten vigilar la vida remanente de los materiales. • Reducen los riesgos de accidentes.

• Reducen los paros imprevistos.

• Aumentan los tiempos de operación sin arriesgar la seguridad.

En el área de Aseguramiento de la Calidad, los END generan estos beneficios:

• Ayudan a reducir el recibir materias primas defectuosas.

• Ayudan a conocer y corregir los defectos ocasionados en la fabricación. • Permiten mejorar la confiabilidad del producto.

• Ayudan a reducir los costos de otros tipos de inspección.

Si se desean altos beneficios a partir de los END, debe aplicar éstos como medida preventiva y no como medida correctiva.

Prevenir permite economizar. Corregir cuesta más que prevenir.

(43)

(44)

Capítulo 4

Métodos de Inspección Superficial

Visión General

Introducción

Contenido

Los métodos de Inspección Superficial son aquéllos que se usan

exclusivamente para comprobar la integridad superficial de un material. Estos ensayos detectan únicamente discontinuidades que están abiertas a la superficie o a profundidades menores de "6 mm.

Los métodos de Inspección Superficial por lo general se aplican en combinación, a fin de obtener resultados más confiables. La Inspección Visual (VI) y los Líquidos Penetrantes (PI) detectan cualquier

discontinuidad abierta a la superficie; en tanto que las Partículas Magnéticas (MI) y el Electromagnetismo (EI) detectan discontinuidades

subsuperficiales, siempre y cuando éstas no sean profundas. Este capítulo describe dichos métodos de END.

Tema Página

Inspección Visual (VT)

El Método de Inspección Visual (VI) 4-2 Líquidos Penetrantes (PT)

El Método de Líquidos Penetrantes (PI) 4-7

El -Proceso General de PI 4-12

Los Consumibles para la Inspección por PI 4-20 Partículas Magnéticas (MT)

(45)

El Método de Inspección Visual (VT)

¿Qué es? ¿En qué se basa? ¿Para qué sirve?

La Inspección Visual (VI) es un método de Inspección Superficial que consiste en la observación de los materiales a simple vista o con la ayuda de instrumentos ópticos.

Las actividades e infonnación relacionadas con la Inspección Visual se identifican por medio de las siglas VI (Visual Testing).

La siguiente imagen muestra una inspección visual de recubrimientos auxiliada de un detector electrostático:

La VI se basa en la capacidad y experiencia del inspector para detectar indicaciones relevantes mediante el sentido de la vista.

Las observaciones que el inspector realiza durante la Inspección Visual no son arbitrarias o improvisadas.

La VI como método de END requiere que el inspector posea la mayor cantidad posible de información acerca de las características de la pieza eI1 inspección. Esta condición asegura que el inspector interprete acertadamente las posibles indicaciones que detecte en su labor.

La VI sirve para detectar con relativa rapidez las indicaciones de posibles discontinuidades expuestas en la superficie de los materiales en inspección. La VI es un paso inicial de la inspección no destructiva y debe

complementarse con otros métodos y técnicas de END.

(46)

El Método de Inspección Visual (VT),

Continuación

¿Qué requisitos Para realizar una correcta VT, el inspector debe satisfacer estos requisitos: exige?

¿Cómo se realiza?

• Debe tener un "ojo entrenado". Esto significa que ha aprendido a ver las cosas en detalle. Tal habilidad requiere de ardua preparación y amplia expenenCla.

• Debe someterse a un examen de la agudeza visual cercana y lejana cada 6 ó 12 meses y aprobarlo.

• De ser necesario por prescripción médica, debe usar lentes para toda labor de VT e interpretación de indicaciones. Este examen únicamente verifica que la persona posee una vista con cierto nivel de sensibilidad.

• Para algunas actividades de inspección, debe someterse a un examen de discriminación cromática, que se aplica a fin de comprobar que detecta variaciones de color o tonos cromáticos. En algunos casos, la capacidad para detectar pequeñas variaciones de un tono de color o la de distinguir un color en particular es fundamental.

• Debe saber las tolerancias, de acuerdo con las normas, para aceptar o rechaza¡: una indicación.

• Debe saber qué tipo de discontinuidades pueden detectarse visualmente y cuáles son las que aparecen con más frecuencia a partir de ciertas

condiciones. Este requisito involucra el conocimiento que tenga el inspector acerca de la historia previa del material o pieza en inspección.

Nota: el examen de discriminación cromática se realiza sólo una vez; ya que quien no distingue colores sufre de daltonismo y ésta es una alteración genética incorregible.

(47)

El Método de Inspección Visual (VT),

Continuación

¿Con qué se realiza?

Para realizar la VT, el inspector cuenta con varias henamientas, como equipos de metrología dimensional o de observación directa. A continuación se describen éstos.

Lentes de aumento o lupas

Normalmente las lentes de aumento o lupas tienen aumentos de 5x y de lOx, como máximo para los estudios llamados macroscópicos. Sus ventajas son su bajo costo y que abarcan una amplia área de inspección.

Sistemas de interferencia cromática a con """luz polarizada

Estos sistemas consisten en emplear luz polarizada sobre una superficie reflectora. Posteriormente, por medio de los patrones cromáticos fonnados,se detenninan las zonas con discontinuidades, como en el caso de la inspección de porcelanas o recubrimientos vidriados.

Endoscopios

Los endoscopios son herramientas que permiten ver al interior de una pieza o componente sin desarmarlo.

Los endoscopios antiguamente eran llamados "boroscopios" (del inglés bore, hoyo y scope, ver u observar. Originalmente los endoscopios se usaron para inspeccionar el interior de los cañones de artillería o los rifles. Actualmente en españolo ingles se les llama endoscopios, del griego endos (dentro de) y scopeos (ver).

Existen diferentes tipos de endoscopios: • ngidos

• flexibles • remotos

(48)

El Método de Inspección Visual (VT),

Continuación

¿Con qué se realiza? ( continuación)

Los siguientes avances tecnológicos incorporados a los endoscopios contribuyen a su versatilidad:

• Sistemas de iluminación intensa por medio de fibras ópticas • Sistemas de video para registrar permanentemente la inspección

• Sistemas cromáticos (a colores) para una mejor inspección de interiores así como

• Procesos automatizados que emplean pequeños robots, unidades de control remoto y sondas

Un endoscopio debe tener las siguientes características para ser una inversión rentable:

• El sistema de registro primario de la imagen debe ser por medio de CCD. Los sistemas de fibra óptica y lente no son recomendables para la

digitización de imágenes.

• La presentación de la imagen debe ser preferentemente digitizada. Esto asegura una mejor calidad de las pequeñas indicaciones.

• La pantalla de video debe tener la más alta resolución posible.

• Los sistemas de video deben ser preferentemente cromáticos. Esto permite conocer mejor en términos generales el estado del equipo o maquinaria en inspección.

• Los sistemas de almacenamiento de la información (grabación de la imagen) deben ser compatibles con los nuevos sistemas de análisis de imagen por digitización.

(49)

El

Método de Inspección Visual (VT),

Continuación

Ventajas

Limitaciones

La VI tiene las siguientes ventajas:

• Es el método de END más barato y también puede producir grandes ahorros si se aplica correctamente.

• Si se aplica correctamente como inspección preventiva, detecta problemas que pudieran ser mayores en los pasos subsecuentes de producción o durante el servicio de la pieza.

• Se puede aplicar durante cualquier etapa de un proceso productivo o durante las operaciones de mantenimiento preventivo o correctivo.

• Muestra las discontinuidades más grandes y generalmente señala otras que pueden detectarse de forma más precisa por otros métodos, como los Líquidos Penetrantes (PI), Partículas Magnéticas (MI) o

Electromagnetismo (EI).

• Puede detectar y ayudar en la eliminación de discontinuidades que podrían convertirse en defectos.

La VT tiene las siguientes limitaciones:

• La calidad de la Inspección Visual depende en gran parte de la experiencia y conocimiento del Inspector.

• Está limitada a la detección de discontinuidades superficiales.

• Cuando se emplean sistemas de observación directa, como las lupas y los endoscopios sencillos, la calidad de la inspección depende de la agudeza visual del inspector o de la resolución del monitor de video.

• La detección de discontinuidades puede ser dificil si las condiciones de la superficie sujeta a inspección no son correctas.

(50)

El Método de Líquidos Penetrantes (PT)

¿Qué son?

¿En qué se basan?

Los Líquidos Penetrantes (PT) son un método de Inspección Superficial de tipo físico - químico, que consiste en el uso de líquidos coloreados o fluorescentes para detectar las indicaciones de posibles discontinuidades. Las actividades e información relacionadas con los END por Líquidos Penetrantes se identifican por medio de ,las s~glas PI (Penetran! Tes!ing) , La siguiente imagen muestra a unos inspectores trabajando con Líquidos Penetrantes:

Los PI se basan en la propiedad que algunos líquidos tienen para filtrarse a través de las discontinuidades, por efecto de la acción capilar.

Esta misma acción capilar se combina con otras propiedades físicas

específicas de los penetrantes. Así, una sustancia llamada revelador facilita la extracción del penetrante filtrado en las discontinuidades. Finalmente, éste emerge a la superficie y genera una indicación visible de la discontinuidad., La siguiente imagen muestra varias discontinuidades (porosidades) detectadas con PI:

(51)

El Método de Líquidos Penetrantes (PT),

Continuación

¿Para qué sirven?

¿Qué requisitos exigen?

Los PT sirven para:

• detectar y exponer discontinuidades presentes en la superficie de los materiales; y

• detectar discontinuidades sub superficiales de los materiales, siempre que estén abiertas a la superficie

Los PT permiten detectar grietas, porosidades, traslapes, costuras y otras. discontinuidades superficiales rápida y económicamente con un alto grado de confiabilidad.

Para realizar una correcta inspección con PT, el inspector deben satisfacer estos requisitos:

• Debe definir las características de las posibles discontinuidades que se buscan y el nivel de sensibilidad con que se las quiere detectar. De lo anterior depende qué penetrante seleccionar.

• Debe conocer las condiciones fisicas de la superficie a inspeccionar. Esta circunstancia influye en la selección del penetrante.

• Debe tomar en cuenta el tipo de material con el que se fabricó la parte o componente a inspeccionar para evitar reacciones inconvenientes con las sustancias de los penetrantes (fracturas o fragilidad del material).

• Debe saber las tolerancias, de acuerdo con las normas, para aceptar o rechazar una indicación.

• Si trabaja bajo normas internacionales o de compañías, debe usar los penetrantes de los que están en las listas de proveedores aprobados o confiables de dichas normas. En caso necesario, debe solicitar al proveedor una lista de qué normas, códigos o especificaciones de compañías cubren sus productos.

• Una vez seleccionado uno o varios proveedores, no debe mezclar productos de distintos proveedores en un mismo proceso de inspección.

(52)

El Método de Líquidos Penetrantes (PT),

Continuación

¿Cómo se realizan?

¿Con qué se realizan?

La inspección por PI abarca las siguientes etapas: Etapa 1 2 3 4 5 6 7 8 Preparación de la superficie Aplicación del penetrante Tiempo de penetración

Descripción

Remoción del exceso de penetrante Aplicación del revelador

Tiempo de revelado

Inspección, interpretación y evaluación Limpieza final

Este proceso es extenso y por esa razón se explica con detalle más adelante en un tema aparte.

Los materiales consumibles empleados en la inspección por PI son lo siguientes:

• Removedores • Reveladores

• Penetrantes • Agentes emulsificantes

. Estos consumibles se describen a detalle más adelante en un tema aparte. Continúa en lo siguiente página

(53)

El Método de Líquidos Penetrantes (PT),

Continuación

Ventajas Las ventajas más notables de los PT respecto de otros métodos de END son que:

• son efectivos, confiables, rápidos y fáciles de realizar, además de ser relativamente económicos

• arrojan resultados confiables para determinar discontinuidades superficiales sin importar su orientación

• son altamente sensibles y permiten detectar discontinuidades pequeñas, sobre todo si son lineales

• tienen una resolución aceptable tal que permite identificar y distinguir discontinuidades próximas entre sí

• requieren acceso por un solo lado del material a examinar • no contaminan

• no requieren condiciones especiales de seguridad para trabajar • pueden realizarse en campo con un equipo portátil o con sistemas

automatizados

• son adecuados para la inspección de piezas con geometría compleja • son efectivos tanto en piezas muy pequeñas como en grandes superficies Además, el personal que realiza la inspección con PT requiere de pocas horas de entrenamiento para realizar su trabajo en forma confiable.

(54)

El Método de Líquidos Penetrantes (PT),

Continuación

Limitaciones Las limitaciones de los PT respecto de otros métodos de END son que: • las características estructurales del material pueden dificultar la inspección y

sus resultados porque:

- la superficie del material a inspeccionar no debe ser porosa

- la técnica sólo detecta discontinuidades superficiales o abietias a la superficie

- los penetrantes no deben reaccionar químicamente con el acabado superficial de la pieza en inspección

• se requiere de una muy buena limpieza superficial para poder detectar las discontinuidades

• la rugosidad superficial de material a inspeccionar puede dar problemas en la remoción del exceso de penetrante y en la interpretación de las

indicaciones

• una selección incorrecta del tipo de penetrante puede ocasionar problemas durante su remoción

• una selección incorrecta del revelador puede ocasionar pérdida de la sensibilidad del método de inspección

• la sensibilidad del método depende en gran medida de la secuencia de aplicación y de los tiempos del proceso; por lo que las inspecciones deben ejecutarse siguiendo un orden estricto

• las técnicas de inspección basadas en penetrantes fluorescentes requieren iluminación especial

(55)

El Proceso General de PT

Introducción

Preparación de la superficie

La inspección con PI es un proceso que abarca las siguientes etapas generales:

Inicio

•

Preparación de Aplicación del

W

Tiempo de

¡-.

Remoción del la superficie

----.

penetrante I penetración exceso de _penetrante

-..

Aplicación del

_----.

Tiempo de

_----.

Inspección,

f----.

revelador revelado Interpretación y _Evaluación Limpieza final

~

Fin

r-Existen 18 técnicas de PI y cada una tiene etapas específicas, de acuerdo con los tipos de penetrante, revelador e iluminación empleados.

A continuación se describen las etapas generales del proceso de PI.

i En qué consiste?

La preparación de la superficie consiste en limpiar la superficie del material o

. . .

pieza a 1J1SpeCclOnar.

La limpieza escrupulosa de la superficie es indispensable para obtener resultados confiables y útiles. Se deben eliminar de la superficie todos los contaminantes: óxidos, grasas, aceite, pintura, etc.; pues impiden que el penetrante se introduzca en las discontinuidades.

Normalmente la limpieza previa a la inspección se realiza en dos pasos; el primero es propiamente una prelimpieza en la que se pueden emplear medios químicos o mecánicos para remover los contaminantes de la superficie; y el segundo, que consiste en la limpieza con un solvente (removedor) que sea afín con el penetrante que se empleará en la inspección.

i Para qué sirve?

El propósito de esta etapa es asegurar que el líquido penetrante tenga una vía de acceso libre a las posibles discontinuidades que el inspector pretende

(56)

El Proceso General de PT,

Continuación

Preparación de la superficie ( continuación) Aplicación del Penetrante ¿ Cómo se hace?

La preparación de la superficie es de tres tipos, según la naturaleza de los medios que se usen: con medios químicos, con medios mecánicos y con solventes.

La siguiente imagen muestra la preparación de la superficie con solventes:

¿En qué consiste?

La aplicación del penetrante consiste en humedecer totalmente las superficies de la pieza o material a inspeccionar con un líquido penetrante, para que éste se introduzca en las discontinuidades abiertas a la superficie, mediante la acción capilar.

¿ Para qué sirve?

El propósito esta etapa es asegurar que este líquido se introduzca en las cavidades de las discontinuidades para ayudar a detectarlas.

i Cómo se hace?

El líquido penetrante se aplica de tres maneras distintas: • por inmersión

• por aspersión, atomizado o rociado • con brocha, pincelo rodillo

(57)

El Proceso General de PT,

Continuación Tiempo de penetración Remoción del exceso de penetrante

El tiempo de penetración es el tiempo necesario que se deja transcurrir para que el penetrante se introduzca en las discontinuidades.

i En qué consiste?

La remoción del exceso de penetrante consiste en eliminar el exceso de penetrante de la superficie de la pieza o material a inspeccionar.

¿Para qué sirve?

El propósito de esta etapa es asegurar que el exceso de penetrante se elimine y así evitar que se seque sobre la superficie de la pieza; ya que puede impedir que el penetrante emerja de las discontinuidades al aplicar el revelador. ¿Cómo se hace?

La remoción del exceso de penetrante removible con agua se efectúa mediante el lavado de la superficie con alguno de estos tres medios: • inmersión

• rociado y • brocha

En el caso de los penetrantes posemulsificables, se vacía sobre la superficie un líquido que emulsifica al penetrante y lo vuelve soluble en agua. Después de transcurrido el tiempo de emulsificación, la superficie se lava con agua como se describió anteriormente.

(58)

El Proceso General de PT,

Continuación

Remoción del exceso de penetrante

( continuación)

Cuando el penetrante es removible con solvente, el exceso se debe remover empleando un material absorbente humedecido con un solvente removedor. En este caso el exceso nunca se debe remover aplicando el solvente

directamente a la superficie que se desea inspeccionar.

La siguiente imagen muestra la remoción con agua del exceso de penetrante:

La siguieúte imagen muestra la remoción de un penetrante removible con solvente:

(59)

El Proceso General de PT,

Continuación

Aplicación del revelador

¿En qué consiste?

La aplicación del revelador consiste en aplicar una sustancia en la superficie del material a inspeccionar, que absorbe y extrae el penetrante atrapado en las discontinuidades.

Al extraer el penetrante, el revelador se tiñe con éste y genera una indicación.

¿Para qué sirve? 4

El penetrante que emerge de una discontinuidad es muy poco; por lo que es necesario hacer más notable su visibilidad para obtener resultados confiables

y útiles. .

El propósito de esta etapa es permitir que las discontinuidades sean visibles al ojo humano, al hacerlas más notables.

El revelador contribuye a que las indicaciones sean fácilmente visibles. mediante:

• un fonc1

de color claro que proporciona un buen contraste para el color de los pe] mtes

• la extni, _ ión del penetrante de las discontinuidades por absorción • la reducción de la intensidad de la luz ultravioleta reflejada durante la

observación de las indicaciones cuando se utilizan penetrantes fluorescentes ¿ Cómo se hace?

La acción del revelador es una combinación de tres efectos:

• solvencia (capacidad de una sustancia para disolver y producir con otra una mezcla homogénea)

• adsorción (capacidad de un líquido o un gas de adherirse en la superficie de un sólido)

• absorción (capacidad de un sólido para ejercer atracción sobre un fluido con el que está en contacto, de modo que las moléculas del líquido penetran en el sólido)

(60)

El Proceso General de PT,

Continuación

Aplicación del revelador (continuación)

Tiempo de revelado

El polvo revelador ejerce un efecto adsorcivo y absorcivo sobre los residuos del penetrante, llevándolos hacia la superficie de la pieza. El penetrante se puede observar fácilmente cuando se dispersa a través del polvo revelador. La siguiente imagen muestra la aplicación del revelador:

¿ En qué consiste?

El tiempo de revelado es el tiempo que se deja transcurrir para que el revelador extraiga el penetrante de las discontinuidades.

Comienza inmediatamente después de aplicar el revelador, tan pronto como se evaporan los solventes y se forma la película blanca de revelador.

El tiempo requerido para que aparezca una indicación es inversamente proporcional al volumen de la discontinuidad; es decir, mientras mayor es la discontinuidad, el tiempo de absorción del penetrante es menor.

Además, el revelador extrae más fácilmente el penetrante de discontinuidades grandes.