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UNIDAD DIDÁCTICA 4
SISTEMAS DE ENSAYOS POR
PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
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4. SISTEMAS DE ENSAYOS POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
4.1 EQUIPOS Y ACCESORIOS
En los ensayos por el método de partículas magnéticas (MT) se debe disponer de un medio de magnetización (equipos y sus accesorios) para magnetizar las piezas a examinar y de un medio de detección (partículas magnéticas), así como de una serie de instrumentos, indicadores de campo, luxómetros, etc., que permitirán llevar a cabo el ensayo en condiciones adecuadas.
4.1.1 Imanes permanentes
Cuando un material ferromagnético se sitúa entre los polos de un imán permanente, las líneas de fuerza del campo que cerraban el circuito a través del aire pasarán, en su casi totalidad, a través de la pieza, que, dado su carácter, presenta una reluctancia (resistencia al paso del flujo magnético) mucho menor que el aire (fig. 4.1).
Figura 4.1. Magnetización con imán permanente
Al estar magnetizada la pieza longitudinalmente, se genera un campo magnético alineado con relación a los dos polos del imán, con lo que cualquier discontinuidad superficial que corte las líneas de fuerza dará lugar, si la magnetización es de suficiente intensidad, a un campo de fuga cuya presencia será revelada cuando se apliquen partículas magnéticas sobre la superficie de la pieza.
4.1.2 Yugos portátiles y móviles; transformadores móviles
Además de los imanes permanentes, cuya intensidad de campo suele ser baja y constante, se utilizan también electroimanes (yugos) que permiten obtener campos más potentes y regulables a voluntad. Un yugo es un equipo especial en forma de U con una bobina para suministrar la corriente de magnetización. Cuando se energiza la bobina y se coloca una pieza entre los polos del yugo, se establece un campo magnético longitudinal en la pieza de prueba, alineado con los polos de yugo (fig. 4.2).
Figura 4.2 Magnetización con Yugo
3 Son los más indicados para la inspección de piezas de gran acabado superficial en las que deba evitarse la formación de arcos eléctricos que produzcan quemaduras.
Los yugos pueden estar provistos de patas articuladas montadas de forma fija que garantizan una transmisión óptima del campo magnético entre el yugo y la pieza a verificar, aunque ésta sea de geometría compleja (fig. 4.3).
También pueden verificarse por medio de los yugos magnéticos piezas provistas de un recubrimiento superficial sin necesidad de quitar la pintura, si ésta no excede de un espesor de 40 micras, y siempre que no existan requisitos que indiquen lo contrario.
Los yugos pueden estar provistos de un mando de regulación electrónica continua, lo que los hace particularmente útiles para la desmagnetización de piezas en las que, por su dimensión y/o complejidad geométrica, sea impracticable otro método.
Figura 4.3. Yugo con patas articuladas
4.1.3 Equipo estacionario
Los equipos estacionarios empleados en el ensayo de partículas magnéticas son básicamente equipos de magnetización horizontales que emplean partículas magnéticas por vía húmeda (fig 4.4). Básicamente constan de:
• Fuentes de magnetización de alta intensidad de corriente y bajo voltaje
• Cabezales para soportar la pieza a ensayar, capaces de transmitirle corriente y magnetizar-la circunferencialmente
• Bobina movible para magnetizar la pieza longitudinalmente o cabezales de electroimán
• Tanque con agitación de las partículas magnéticas en suspensión
• Indicadores diversos, como por ejemplo amperímetro, voltímetro, etc.
• Posibilidad de trabajar con corriente alterna o semirrectificada; para aplicaciones específicas, pueden dotarse de corriente rectificada de onda completa en vez de semirrectificada
• Tanque para almacenar el baño de partículas magnéticas con circuito de recuperación, agitación y desmagnetización de las partículas
4 Los equipos estacionarios de bancada disponen de un sistema de regulación para variar la sepa- ración de los cabezales, y ello permite, además de la correcta fijación de la pieza a ensayar, colocar un conductor entre los mismos, con lo que se dispondrá de la técnica de magnetización de conductor central. Existen en el mercado varios tamaños que cubren separaciones de cabezales de entre 25 mm y 6 m; en función de los distintos fabricantes, pueden suministrar intensidades de corriente de hasta 20.000 amperios, pero suele ser suficiente con 8.000-10.000 amperios.
Figura 4.4. Unidad de ensayos de magnetización horizontal
4.1.4 Bobinas
La magnetización longitudinal por corriente eléctrica se basa en el principio de que la corriente que pasa a través de un conductor forma un campo magnético alrededor de él. Cuando se fabrica una bobina con un conductor de cobre, las líneas de flujo alrededor de cada vuelta del embobinado se combinan con las de las demás vueltas. Esto incrementa la intensidad de flujo y da una fuerza total en una dirección longitudinal (fig. 4.5).
Figura 4.5. Magnetización longitudinal generada por el paso de corriente a través de un conductor enrollado
La densidad de flujo y la intensidad del campo magnético son mayores en la superficie del con- ductor de cobre, por lo que la densidad de flujo del campo longitudinal total será mayor en la superficie interna de la bobina. Si se coloca una pieza en el interior de la bobina, se establece un campo magnético longitudinal en la pieza (fig. 4.6).
Figura 4.6. Magnetización longitudinal de una barra
5 El campo magnético longitudinal provocará fugas de flujo en las discontinuidades que formen ángulos de 45 ° a 90 ° con respecto a las líneas de flujo. En la práctica, se utiliza un embobinado similar al del ejemplo anterior para producir un campo magnético longitudinal, pero los embobina- dos se juntan y se colocan en el interior de una envoltura (fig. 4.7).
Figura 4.7. Bobina
El campo magnético aumenta cerca de la superficie interna de la bobina, donde la densidad de flujo es mayor; ésta decrece hasta el centro de la bobina, donde es O.
La longitud efectiva del campo magnético en una pieza magnetizada mediante una bobina es de 150 a 225 mm hacia ambos lados (fig 4.8). Esta regla es un parámetro variable, basado en las diferencias de permeabilidad de los materiales ferromagnéticos. En cualquier caso, al llevar a cabo un ensayo por partículas magnéticas se deben tener en cuenta los requisitos establecidos en códigos, normas, especificaciones, contratos, etc., por ejemplo: la longitud efectiva del campo para hierro suave, altamente permeable, será de 225 mm; para acero duro de baja permeabilidad, de 150 mm. Cualquier discontinuidad dentro de la longitud efectiva de 150 a 225 mm hacia ambos lados de la bobina desarrollará suficientes fugas de flujo, que atraerán partículas magnéticas.
Figura 4.8 Alcance afectivo de la magnetización generada por una bobina
Las discontinuidades que no estén dentro de la longitud efectiva de 150 a 225 mm no producirán suficientes fugas de flujo. Así, una pieza mayor de 300 a 450 mm necesitará dos magnetizaciones.
Para atraer partículas magnéticas hacia las discontinuidades de la derecha, la pieza deberá desplazarse hacia la izquierda, de tal forma que las discontinuidades quede como máximo a 150 o 225 mm, a partir del extremo de la bobina. La regla de los 150 a 225 mm se basa en la cantidad de corriente utilizada y en la permeabilidad del material que se está magnetizando. El uso efectivo de la regla deberá basarse en la experiencia obtenida de estas aplicaciones.
6 En ocasiones, las piezas de prueba son demasiado grandes para ser fijadas en el interior de una bobina normal. Entonces se emplea un cable de cobre para magnetizar la pieza longitudinalmente (fig 4.9). Cuando el cable está enrollado alrededor del objeto, se hace pasar corriente eléctrica a través de él, creando un campo magnético longitudinal. La distancia efectiva del campo magnético longitudinal (creado por el cable) es la misma que la distancia efectiva de la bobina estacionaria.
Figura 4.9. Magnetización longitudinal creada por un conductor enrollado alrededor de un objeto
En ambos casos, es de gran importancia la relación entre el área de la sección de la bobina y de la pieza. Es lo que se llama "factor de llenado" y su valor determina el que se consiga o no un campo adecuado en la pieza. En general, no es conveniente utilizar bobinas cuyo diámetro supere 1O o más veces al de la pieza.
Otro factor a considerar en la magnetización longitudinal producida por una bobina, consecuencia de que las formas de las piezas afectan la dirección del campo magnético inducido, es que la dimensión longitudinal del objeto a ensayar debería ser, como mínimo, dos veces la longitud de la bobina, especialmente si la pieza es irregular. Si la longitud de la pieza es menor, se pueden colocar objetos suplementarios en sus extremos.
4.1.5 Puntas de contacto (electrodos}
Son conductores de corriente (barras redondas de cobre) que se utilizan para magnetizar áreas localizadas. Hay que tener mucha precaución, pues se pueden quemar las piezas a examinar en los puntos de contacto. Las puntas se conectan a la fuente de corriente mediante cables, la electricidad pasa a través de ellas y se crea en la pieza un campo circular distorsionado (fig 4.10).
Figura 4.10. Magnetización con electrodos
7 La corriente eléctrica entra por B y sale por A; la dirección de las líneas de flujo alrededor de la punta A es contraria a la de las agujas del reloj.
La intensidad del campo es proporcional a la intensidad corriente de eléctrica pero varía en función del espesor de la pieza a examinar y de la separación de los electrodos, que no excederá de 200 mm. Separaciones más cortas pueden emplearse para adaptarse a las limitaciones geométricas de la pieza a examinar o incrementar la sensibilidad, pero separaciones menores de 75 mm no suelen ser prácticas debido a la acumulación de partículas alrededor de los electrodos.
Las puntas de los electrodos deberán estar limpias y desengrasadas, al igual que las superficies de contacto de la pieza a examinar.
Para evitar la formación de arco, el paso y corte de corriente se realizará con los electrodos posicionados correctamente, conviene montar unas caperuzas de trenzado de cobre. Si el voltaje en circuito abierto de la fuente de corriente de magnetización es mayor de 25 V, los electrodos de contacto serán de plomo, acero o aluminio para evitar los depósitos de cobre sobre la parte a examinar.
Unidades portátiles
Además de los imanes permanentes y yugos magnéticos, existen unidades portátiles más complejas, diseñadas para trabajar con corriente continua (semirrectificada, en general) o alterna, con intensidad de salida desde 500-600 A en los más pequeños, hasta 6.000-B.OOOA en los más grandes, completando así las posibilidades de ensayo de cualquier tipo de pieza con magnetizaciones longitudinales, directas y electrodos (fig. 4.11). Al usar electrodos, se hace necesario, en la mayoría de los casos, una cuidadosa limpieza de los puntos de contacto para eliminar la cascarilla o el óxido, que podrían impedir el paso de la intensidad de corriente necesaria.
El transformador de alta intensidad y los mandos de control y de medida están agrupados en una caja, normalmente metálica. Disponen de un conmutador regulador de la corriente, amperímetro de medida de la alta intensidad, bases de conexión de los cables y zócalo de conexión del mando a distancia. La corriente se conecta desde el puesto de control con un interruptor o pedal, o desde la empuñadura de un electrodo mediante un botón pulsador. La caja contiene, además de los elementos rectificadores, un ventilador para su refrigeración. La elección del tipo de corriente se efectúa introduciendo los cables en las bases correspondientes. Como accesorios necesarios, se completará con: cables de alta intensidad y longitud adecuada, electrodos manuales con interruptor o cable de mando con interruptor a pedal, bobinas de distintas dimensiones y almohadillas para electrodos.
Estos equipos no pueden funcionar continuamente; por lo que han de estar un cierto tiempo de reposo (coeficiente de utilización).
Cada equipo de magnetización con amperímetro será calibrado al menos una vez cada seis meses, cuando se haga una reparación eléctrica mayor o se aprecie algún daño y en revisiones periódicas. Si el equipo no se utiliza en periodos superiores a un año, la calibración se efectuará antes de su utilización. Todo ello siempre y cuando las normas y procedimientos aplicables no indiquen lo contrario.
La precisión de las unidades de medida será verificada anualmente por equipos con trazabilidad a patrones nacionales. La lectura de las unidades de medida (amperímetros) no tendrá una desviación mayor del 1O% del total de la escala relativa a los valores de la corriente indicados por el medidor patrón.
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Figura 4.11.
Figura 4.11. Equipo portátil de magnetización con corrientes continua y alterna
4.2 MEDIOS DE INSPECCIÓN
Dado que el ensayo mediante partículas magnéticas consiste en magnetizar la pieza objeto del examen y evidenciar la presencia de líneas de fuga del flujo magnético, se deberá disponer de un equipo de magnetización y de un medio capaz de detectar e indicar la presencia de las citadas líneas de fuga (partículas magnéticas). En función de cuándo se genera la magnetización de la pieza a ensayar y de cuándo se aplican las partículas magnéticas, se hablará de dos métodos de examen: el continuo y el residual.
En el método residual, la aplicación de las partículas magnéticas tiene lugar después de magnetizar la pieza. Por tanto, sólo será aplicable cuando el material presente una elevada retentividad y permitirá, en general, detectar exclusivamente discontinuidades superficiales.
Los aceros duros suelen tener alta retentividad, lo que hace posible aplicarles este método, si bien su menor permeabilidad obliga a utilizar intensidades de campo mucho más elevadas para conseguir que los campos de fuga sean suficientemente enérgicos como para producir indicaciones observables.
El método residual asociado con partículas magnéticas fluorescentes da buenos resultados en el examen de matrices y estampas cuya geometría es, a menudo, complicada. En este caso, la menor sensibilidad inherente al método se compensa con la utilización de las partículas fluorescentes.
El método continuo es más sensible que el residual e insustituible cuando se trata de aceros de bajo contenido en carbono. También es más rápido, ya que la magnetización y la aplicación de las partículas se llevan a cabo simultáneamente, mientras que el método residual requiere dos etapas.
Cuando se emplea el método continuo con partículas magnéticas húmedas, debe prestarse especial atención a que sólo se apliquen las partículas mientras se genera el campo magnético.
Si se elimina antes el campo, el baño de partículas magnéticas que se aplica sobre la pieza podrá arrastrar a las depositadas en las discontinuidades; pero si el flujo de partículas se cierra antes de que finalice la magnetización de la pieza, no se formarán indicaciones.
En piezas de muy alta responsabilidad es necesario elevar al máximo la sensibilidad, lo que se consigue magnetizando la pieza y sumergiéndola en un baño de partículas fluorescentes. La magnetización se mantiene hasta que haya escurrido todo el líquido que moja la pieza.
4.2.1 Partículas magnéticas
El medio empleado en partículas magnéticas consiste básicamente en los óxidos de materiales ferromagnéticos finamente divididos en formas irregulares, redondas, alargadas o en escamas.
Las propiedades magnéticas de las partículas dependen del material ferromagnético empleado, pero las más relevantes son la permeabilidad magnética, la fuerza coercitiva y la retentividad.
Permeabilidad magnética, retentividad y fuerza coercitiva
En teoría, la permeabilidad de las partículas magnéticas debe ser lo más alta posible. De esta forma, capturarán más líneas de fuerza en los campos de fuga y serán, por tanto, orientadas más fácilmente, lo que dará indicaciones más claras y de más rápida formación.
Sin embargo, en la práctica, la permeabilidad magnética de las partículas es sólo un elemento en el conjunto de todas las propiedades, lo que hace que su influencia resulte menor de lo que a primera vista pudiera parecer, Así, partículas de tamaño y forma adecuadas no precisan tener a la vez una gran permeabilidad magnética para producir resultados satisfactorios.
En cuanto a la fuerza coercitiva y la retentividad, deben ser lo más bajas posible. Si alcanzan valores altos, las partículas formarán, en la primera utilización, imanes permanentes, más
energéticos cuanto más elevadas sean ambas características y disminuirá su tendencia a dejarse controlar por los débiles campos originados en las discontinuidades, ya que tenderán a adherirse magnéticamente a la superficie del acero en el primer contacto con ella. Esto reduce la movilidad de las partículas y produce, además, una especie de telón de fondo que hace que disminuya mucho el contraste de las indicaciones.
En el caso del método húmedo se utilizan partículas con una cierta retentividad con el fin de facilitar su aglomeración, ya que, en el caso contrario, dado su pequeño tamaño, se moverían con mucha lentitud en el medio líquido y las indicaciones tardarían mucho tiempo en formarse.
Efecto de la forma de las partículas magnéticas
La forma de las partículas magnéticas ejerce una notable influencia sobre su comportamiento, pues tienden a alinearse en la dirección de las líneas de fuerza de los campos de fuga, y como, en general, estos campos son muy débiles, es necesario que las partículas opongan la menor resistencia posible a su alineación. Pueden ser alargadas o esféricas: las esféricas presentan mejor movilidad pero débil atracción magnética; las alargadas tienen mayor atracción magnética pero peor movilidad.
Una partícula alargada sumergida en un campo magnético formará un dipolo norte-sur con mayor facilidad que otra partícula redonda del mismo material, por lo que resultará más fácil su alineación con otros dipolos, lo que redundará en una indicación más clara y de más rápida formación.
La mayor efectividad de las partículas alargadas se manifiesta cuando hay que detectar discontinuidades superficiales muy pequeñas o subsuperficiales. En estos casos, los campos de fuga son muy difusos y débiles, y se necesitan partículas de acusada polaridad para obtener indicaciones claras.
Cuando se usa polvo seco, la forma de las partículas influye, además, sobre su capacidad de fluir a través de los orificios de la pera de goma o de la pistola que se utilice para espolvorear la superficie de la pieza. Si las partículas son alargadas, se formarán, ya en el recipiente que contiene el polvo, cadenas que fluirán lenta e irregularmente. Esto puede llegar a hacer que la inspección resulte incómoda y muy laboriosa. Sin embargo, con partículas redondeadas, el flujo será constante e intenso, puesto que no formarán aglomeraciones de polvo. Como estas partículas redondeadas forman indicaciones menos claras y con más lentitud, se suelen mezclar partículas de diferentes formas para llegar a una solución intermedia entre la fluidez y la aceptabilidad de las indicaciones.
Los fabricantes las mezclan en proporciones estudiadas para conseguir un conjunto con las mejores características magnéticas y mejor movilidad.
En caso de aplicarlas por vía húmeda, no es necesario recurrir a la mezcla de partículas de diferentes formas, puesto que no se presentarán problemas de flujo de suspensión.
Efecto del tamaño de las partículas magnéticas
Es evidente la importancia que el tamaño de las partículas tiene en la obtención de indicaciones.
Si son muy gruesas, serán necesarias fuerzas grandes para moverlas y, en consecuencia, sólo los campos de fuga de gran intensidad podrán atraerlas y retenerlas, lo que significa que las pequeñas discontinuidades no darán ninguna indicación. Si son demasiado finas, pueden adherirse a la superficie aunque no haya discontinuidades, lo que puede dar lugar a errores en la interpretación.
Oscilan entre 0,5 y 300 micras. Las más pequeñas son más sensibles, porque son atraídas con más facilidad por el campo de fuga, aunque sea pequeño; sin embargo, debido a su pequeño tamaño, se amontonan con facilidad y su movilidad es menor. Las de 0,5 a 1 mm forman aglomeraciones y tienen poca movilidad y las mayores de 40 mm decantan en los concentrados.
Las partículas comerciales son mezclas de partículas grandes y pequeñas cuidadosamente
estudiadas según el tipo de inspección a realizar, para conseguir buena sensibilidad y movilidad.
Movilidad
Es claro que la movilidad de las partículas influye de manera decisiva en la formación de indicaciones: cuanto mayor sea, más rápidamente se formarán las indicaciones y serán más nítidas.
En el método seco se facilitan los desplazamientos de las partículas golpeando o haciendo vibrar la pieza a ensayar. La vibración hace que las partículas permanezcan breves instantes flotando en el aire, cuya pequeña viscosidad facilita los desplazamientos.
El empleo de corriente alterna o semirrectificada da excelentes resultados, puesto que somete a las partículas a una agitación de frecuencia igual a la de la corriente y facilita su desplazamiento.
En el método húmedo, el fenómeno de la movilidad es bastante más complejo. Por un lado, interesaría que las partículas tuviesen la menor tenencia posible a sedimentar. Esto implica tres posibles soluciones:
• Reducir el tamaño de las partículas
• Disminuir su densidad
• Aumentar la viscosidad del medio líquido
Pero ninguno de estos recursos puede utilizarse sin sacrificar otras propiedades igualmente importantes. En efecto, el problema del tamaño ya se ha discutido y se ha visto cómo se alcanzan límites muy bajos y que, si no tuviera lugar el fenómeno de la aglomeración, las indicaciones se formarían muy lentamente. Por otra parte, las partículas magnéticas tienen una elevada densidad que puede ser reducida recubriéndolas con pigmentos o sustancias más ligeras, pero esto hace que las características magnéticas disminuyan en proporción semejante. Este recurso sólo se utiliza cuando se trata de problemas de visibilidad o contraste, y siempre que no afecte demasiado a la magnetización del conjunto. Por último, si se eleva la viscosidad del líquido se dificultará de manera proporcional la formación de indicaciones en corto tiempo, puesto que las partículas se moverán con mayor dificultad a través del medio. De ello se deduce que, en cualquier caso, la movilidad de las partículas estará lejos de ser la ideal y habrá que llegar a un compromiso entre esta propiedad y las demás, que resultarán sacrificadas en cualquier intento de elevar la movilidad.
Visibilidad y contraste
Son dos propiedades de gran importancia en el examen por partículas magnéticas. De nada serviría que se formasen indicaciones rápidas y nítidas si después costase trabajo verlas debido a que su color no se diferenciase del de la superficie del metal.
Las partículas magnéticas se clasifican en función del tipo de pigmento con que se mezclan, para aumentar su visibilidad y en función de sí disponen o no de un vehículo de suspensión.
En función del tipo de pigmento, se dividen en dos grupos: las visibles, que producen un buen con- traste con relación a la superficie de la pieza a ensayar, bajo luz visible o blanca, para lo cual se colorean en rojo, amarillo, etc.; y las fluorescentes, cuyos pigmentos producen fluorescencia cuando están sometidas a luz ultravioleta. Existe un tercer tipo de partículas con pigmentos que son visibles tanto con luz blanca como con luz ultravioleta.
Partículas magnéticas por vía seca
En este caso, la sensibilidad para pequeñas discontinuidades aumenta, aunque con limitaciones, a medida que disminuye el tamaño de las partículas. Si son extremadamente pequeñas, pueden acumularse en depresiones e irregularidades superficiales incluso en piezas con un acabado fino.
Pueden, incluso, revelar la presencia de huellas dactilares o de zonas muy ligeramente engrasadas, a pesar de que no existan campos de fuga. No son, por tanto, utilizables estas partículas finas, pues darían lugar a problemas de interpretación.
La aplicación de las partículas magnéticas secas se lleva a cabo mediante sopladores mecánicos o manuales, que producen una dispersión uniforme de las mismas en el aire.
Mientras están en el aire, dispuestas en forma de nube, tenderán a dirigirse hacia los campos de fuga magnéticos. No obstante, puede inducirse la movilidad de las partículas si se produce una vibración física de la pieza o empleando corriente alterna o rectificada de medía onda.
Se debe tener también en cuenta que, aunque las partículas con forma alargada forman indicaciones más fuertes en campos de fuga magnéticos débiles, al aplicarlas se enredan entre sí y es más difícil producir una dispersión uniforme en aire. Este problema no ocurre con las esféricas.
En la práctica, las partículas que se aplican en forma de polvo seco son mezclas de diversos tamaños y formas en proporciones cuidadosamente elegidas. Así, mientras las más pequeñas proporcionan sensibilidad, las más grandes ayudan a localizar discontinuidades grandes y, por un efecto de barrido o arrastre, contrarrestan la tendencia de las finas a producir falsas indicaciones.
Partículas magnéticas por vía húmeda
En este caso, las partículas se aplican en suspensión en un medio líquido (queroseno, derivados del petróleo o agua), lo que permite utilizar tamaños mucho más finos. El límite superior está entre 40 y 60 micras, ya que las de este tamaño o mayor son muy difíciles de mantener en suspensión en el líquido. Otro inconveniente para las grandes es su movilidad, que prácticamente se anula cuando la película líquida que moja la pieza disminuye el espesor al cortar el riego de suspensión. Las gruesas tienen, además, cierta tendencia a alinearse formando cadenas, debido a las fuerzas de arrastre a que las somete el líquido, y pueden originar indicaciones confusas o falsas.
Las partículas magnéticas fluorescentes disponen de un pigmento visible bajo la luz ultravioleta.
Deben estar fabricadas de forma que el pigmento no pueda separarse del material magnético, pues ello origina indicaciones débiles y un fondo que disminuye el contraste. Las partículas sin pigmento depositadas sobre las discontinuidades no tendrían buen contraste y serían difíciles de observar, por ello, el pigmento debe ser resistente tanto a la acción química del vehículo de suspensión (agua y derivados del petróleo) como a la mecánica de los sistemas de agitación (tanque de partículas, etc.). En ciertos casos, el material magnético, una vez recubierto con el pigmento, se encapsula con una capa de resina, por lo que el tamaño del material magnético debe ser muy pequeño.
La forma de las partículas no tiene tanta relevancia como en el caso de las secas, ya que el fluido de la suspensión, al ser más denso y viscoso que el aire, hace que la velocidad de las partículas sea menor, tienen más tiempo para orientarse y dan indicaciones más fiables. Además, debido a su movímiento lento bajo el efecto de campo de fuga, forman pequeños agregados de forma alargada.
Mientras las partículas magnéticas se encuentran en la suspensión fluyendo sobre el objeto a ensayar, pueden desplazarse en dos direcciones, y en tres sí el objeto esta sumergido en un baño.
Dado que las partículas húmedas tienden a segregarse del vehículo de suspensión, su movilidad no será nunca la ideal, por lo que, a la hora de escogerlas, hay que compensar este efecto negativo con los otros factores positivos que poseen.
La segregación de las partículas del baño depende directamente de su tamaño y de la diferencia de densidades entre ellas y el líquido de suspensión e inversamente de la viscosidad del líquido.
Líquidos utilizados para el baño húmedo
Las partículas por vía húmeda son las más adecuadas para detectar pequeñas discontinuidades
superficiales como grietas de fatiga. Se suministran generalmente, sueltas para dispensar en un líquido, que puede ser un derivado ligero del petróleo o agua. Ambos vehículos requieren agentes acondicionadores que contribuyen a mantener la dispersión de las partículas facilitando la formación de indicaciones.
Hidrocarburos. Cuando se utiliza un vehículo derivado del petróleo, debe procurarse que sea inodoro, de baja viscosidad, bajo contenido en azufre y alto punto de inflamación (superior a 60°C).
Debe prestarse atención al grado de fluorescencia que posea, de modo que sea la mínima posible. La viscosidad no debe exceder de 5 mPa s a 20 ºC. Por encima de esos valores se dificulta la movilidad de las partículas y se retarda la formación de indicaciones. Un producto utilizable es el queroseno o petróleo de arder, aunque se recomienda seguir las instrucciones del fabricante del concentrado. Si se utilizan partículas fluorescentes, hay que evitar el uso de vehículos de alta fluorescencia inherente. Es conveniente eliminar la grasa de la superficie de las piezas a inspeccionar, ya que es soluble en hidrocarburos y contribuye a elevar la viscosidad del baño, cuya vida se acorta en consecuencia.
Agua. El uso de agua como vehículo tiene muchas ventajas, entre las que destacan la ausencia de riesgo de incendio o explosión y el precio. En cambio, necesita una mayor atención al acondicionamiento del baño, que precisa la adición de agentes humectantes, antioxidantes, antiespumantes y dispersantes. Su empleo está también limitado en ambientes muy fríos por problemas de congelación del baño, aunque esto puede aliviarse utilizando como aditivo etilenglicol, cuya contrapartida es el aumento de la viscosidad y consecuente pérdida de movilidad de las partículas. Una mezcla de tres partes de agua y una de anticongelante puede dar buenos resultados.
El carácter conductor de las soluciones acuosas plantea ciertos problemas. Por una parte, existe el riesgo de descargas que pueden afectar al operador, por lo que todos los circuitos que utilicen voltajes altos deben aislarse cuidadosamente del resto. También se pueden producir procesos electrolíticos que afecten a partes metálicas del equipo de ensayo (depósitos del baño, casquillos, contactos, ejes de bomba, etc.), lo que hay que prever en el diseño de estas partes de la máquina.
El uso de baños acuosos puede estar restringido en algunos casos, debido al riesgo de corrosión (por ejemplo, piezas rectificadas). También pueden presentarse problemas de corrosión bajo tensiones en piezas de responsabilidad tratadas a altos niveles de resistencia.
En estos casos, es recomendable utilizar un derivado del petróleo como dispersante.
Tabla 4.11. Ventajas e inconvenientes de las partículas magnéticas 4.2.2 Medida y calibración
Para asegurar un servicio uniforme y consistente de las partículas magnéticas seleccionadas, es conveniente que todos los lotes de partículas que se reciban estén certificados o ensayados para comprobar su conformidad con las normas de control de calidad acordadas entre usuario y suministrador (véase norma EN ISO 9934-2).
4.2.3 Equipo de ensayo del medio de inspección
Calibración y comprobaciones
El equipo de partículas magnéticas utilizado debe mantenerse en todo momento en correcto orden de trabajo. Los periodos de calibración y de verificación de la calibración deberán especificarse en los procedimientos escritos aplicables. Los registros de las comprobaciones y de los resultados suministran una información útil para los fines de control de calidad y deben mantenerse. Los ensayos de calibración se realizarán de acuerdo con las especificaciones o procedimientos que sean aplicables.
Comprobación de las condiciones de iluminación
La intensidad de luz visible en el área de examen debe comprobarse a intervalos de una semana, con un medidor de luz adecuado, sobre la superficie de las piezas a examinar.
La intensidad y la longitud de onda de la luz ultravioleta deben comprobarse dentro de los intervalos especificados, no superiores a una semana y siempre que se cambie la lámpara. Los reflectores y los filtros deben limpiarse diariamente y comprobar su integridad. Los filtros agrietados o rotos deben ser cambiados inmediatamente. Las lámparas de UV defectuosas deben también sustituirse.
Comprobación del funcionamiento de los equipos
Yugos. La fuerza de levantamiento de los yugos se relaciona con su potencia electromagnética.
Los yugos electromagnéticos de corriente alterna tendrán una fuerza de levantamiento de al menos 4,5 kg con la máxima separación de polos que pueda utilizarse.
Equipos de magnetización. Las lecturas del amperímetro del equipo deben compararse con las de un medidor de control que incorpore un shunt o un transformador de corriente conectado para comprobar la corriente de salida del equipo. Se tomaran lecturas en un mínimo de tres niveles de salida que incluyan el rango utilizable. Las lecturas del amperímetro no se desviarán más del + 10% del fondo de escala.
En equipos que dispongan de interruptor rápido del campo magnético, se comprobará y verificará el funcionamiento de dicho circuito cada seis meses mediante un osciloscopio u otro dispositivo de ensayo suministrado por el fabricante.
Para comprobar la corriente de salida del equipo deben realizarse lecturas con una combinación amperímetro-shunt calibrada, conectada en serie con los contactos. Variaciones que excedan un
± 10% de la lectura del amperímetro del equipo indican que el equipo necesita una reparación.
Los equipos deben ser comprobados periódicamente buscando cortocircuito interno. Con el equipo dispuesto para el máximo amperaje de salida, cualquier deflexión del amperímetro cuando se activa la corriente sin conductor entre los contactos es una indicación de cortocircuito interno.
Cuando el equipo disponga de temporizador para controlar la duración del flujo de corriente, también se comprobará su funcionamiento.
Accesorios. Los pesos utilizados para verificar la fuerza de levantamiento de los yugos se comprobarán y se marcarán con el peso nominal la primera vez que se usen y sólo se volverán a comprobar si han sufrido daños que supongan pérdida de material.
Los sopladores de polvo utilizados para aplicar las partículas magnéticas deben comprobarse en intervalos de rutina o siempre que se sospeche un mal funcionamiento. La comprobación se hará sobre una pieza de ensayo representativa. El soplador debe revestir el área a ensayar con una capa de partículas ligera y uniforme, y tener suficiente fuerza para eliminar el exceso de partículas sin afectar a las que son evidencia de indicaciones. Los ajustes necesarios de la cantidad de aire o de su velocidad se realizarán de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
4.2.4 Verificación de la sensibilidad de la indicación y de la correcta concentración del baño de partículas magnéticas
Distintos parámetros afectan a la sensibilidad del ensayo por el método de partículas magnéticas; es evidente que, cuando se emplean partículas magnéticas en suspensión, la concentración de éstas en el baño influirá tanto en la efectividad como en la reproducibilidad del ensayo. Si la concentración es baja, las indicaciones que se forman serán débiles y difíciles de ver. Por el contrario, si la concentración es elevada, las partículas disminuirán el contraste en la superficie de ensayo, pudiendo enmascarar la formación de indicaciones. Ello origina la necesidad de controlar la concentración de las partículas magnéticas existente en la suspensión.
Cuando se emplea el método húmedo, además de la concentración de las partículas magnéticas, se debe tener en cuenta otro factor que afecta a la sensibilidad del examen: la contaminación de la suspensión, que produce efectos negativos en aspectos tales como:
• El poder humectante
• La formación de burbujas
• La viscosidad
• El color
Ello afectará tanto al contraste existente entre las indicaciones y el fondo como a la formación de las indicaciones (se limita la movilidad de las partículas magnéticas).
Otro factor que influye en la sensibilidad del ensayo es la durabilidad de las partículas magnéticas en suspensión: su vida depende del ataque químico que puedan producir los distintos componentes y aditivos de la propia suspensión, así como de las degradaciones mecánicas que puedan sufrir las partículas como consecuencia de las fuerzas de rotación y golpes, cuando circulan por el circuito de recirculación del baño.
Ello origina la necesidad de que periódicamente se verifique el estado de la suspensión de partí- culas magnéticas. Esta verificación se lleva a cabo examinando piezas patrón con discontinuidades conocidas y comparando las indicaciones detectadas respecto a las discontinuidades reales existentes.
4.3 CÓDIGOS Y NORMAS
4.3.1 Aplicación de una instrucción de trabajo
Previo al inicio del ensayo, el nivel 1 que va a ejecutarlo deberá disponer de una instrucción escrita, preparada por el nivel 2 o 3, para examinar una pieza o soldadura concreta, o un grupo de elementos de características similares. El contenido de la instrucción constará de los siguientes pun- tos:
• Objeto (campo de aplicación, tipo de material, etc.) y alcance
• Normas de referencia/documentos aplicables
• Preparación superficial de la pieza antes de la inspección y temperatura de la misma
• Equipo de ensayo (yugo, electrodos, estático, etc.)
• Tipo de corriente de magnetización (alterna, continua, rectificada)
• Valor de la intensidad
• Verificación del campo magnético
• Tipo de partículas; concentración
• Método de aplicación de las partículas
• Condiciones ambientales y luminosas: para partículas magnéticas fluorescentes, comprobación de la lámpara, tiempo mínimo de encendido previo y de adaptación ambiental
• Evaluación de las indicaciones (previa a la definitiva, a realizar por el nivel 2)
• Criterios de aceptación/rechazo (sobre la base de los cuales evaluará el nivel 2)
• Limpieza final de la probeta
Su contenido debe ser suficiente para garantizar la repetición del examen en /as mismas condiciones por terceros. Las normas EN 473, ISO 9712 y otras normas de certificación de personal establecen unos niveles de competencia, siendo atribución del nivel 2 o 3 la supervisión de la actuación del personal ejecutante de nivel 1 y la interpretación y evaluación de los resultados del examen.
4.3.2 Lectura y comprensión de un código o norma
El inspector de nivel 2 deberá ser competente para interpretar y evaluar los resultados, de acuerdo con las normas, códigos y especificaciones aplicables. Se recomienda la lectura de la EN ISO 9934-1. Ensayos no destructivos: ensayo por partículas magnéticas. Parte 1: principios generales.
4.4 PARÁMETROS DE INSPECCIÓN
Las operaciones básicas necesarias para la realización del ensayo por partículas magnéticas para el que se ha establecido previamente el procedimiento a seguir, en el que se define la técnica elegida y los parámetros específicos, son las siguientes:
1º. Adecuación de la superficie de la pieza a ensayar
Las piezas deben desmagnetizarse previamente para asegurar que no tengan campos residuales, los cuales pueden ser el resultado de una inspección magnética previa o deberse al magnetismo que se origina al mecanizar o soldar las piezas sujetándolas con mandriles magnéticos.
La preparación superficial de las piezas requieren un tratamiento menor que en el método por líquidos penetrantes, ya que la contaminación superficial no le afecta tanto al ensayo, al permitir la detección de defectos subsuperficiales y no abiertos en la superficie. Aunque no afecta al método general, porque no va a impedir la magnetización, si va a influir en la movilidad y sensibilidad de las partículas magnéticas aplicadas.
En general, debe limpiarse bien la pieza, química o mecánicamente, siempre según normas. Las grasas deben eliminarse siempre porque van a influir en el líquido soporte de las partículas, ya que un aumento de la viscosidad hace disminuir la movilidad de las mismas, ya sean secas o húmedas.
La pintura no afecta, salvo cuando se magnetiza con electrodos, porque al ser aislante dificulta el paso de la corriente; a veces es suficiente con limpiar la zona de aplicación de los electrodos.
En resumen, para una mejor inspección deben eliminarse pintura, óxidos y grasas.
Cuando el acabado de la pieza dé poco contraste con la indicación de partículas magnéticas, puede aplicarse pintura blanca de fondo o laca de contraste antes de iniciar el control. Al aplicarla, se crea entre la superficie de la pieza y las partículas una capa no magnetizable que, en función de su espesor, en el caso de campos de dispersión relativamente pequeños, puede ocasionar una disminución de la sensibilidad, es decir, se verán las indicaciones menos claras.
No se aconsejan espesores de recubrimiento superiores a 40 micras para no reducir la sensibilidad.
2°. Creación del campo magnético en la pieza
3°. Aplicación de las partículas magnéticas sobre la misma
4°. Observación de las acumulaciones de partículas que se hayan producido sobre la pieza La creación del campo magnético, la aplicación de partículas y la observación de indicaciones son las etapas básicas de este ensayo. Las etapas de magnetización de la pieza y aplicación de partículas serán tratadas en el punto 4.4.1 y se dedica un apartado a la observación de indicaciones.
5°. Interpretación y evaluación de las indicaciones; obtención de registros 6°.
Cumplimentación del informe de inspección
Se dedica el punto 5.3 dentro de la unidad didáctica 5 al desarrollo de la interpretación, registro de indicaciones y elaboración de informes.
7°. Limpieza final
8°. Desmagnetización, si procede
La limpieza final y la desmagnetización son tratadas en las unidad didáctica 6.
4.4.1 Magnetización, tipos y tiempos de aplicación
Se entiende por magnetización todo el proceso de generación de campo magnético dentro de la pieza, así como la aplicación de partículas. Para una correcta definición de la técnica de magnetización debe tenerse en cuenta la combinación de tres factores:
Magnetización de la pieza
La pieza debe magnetizarse, como mínimo, con dos direcciones perpendiculares de magnetización, cuando se utilicen campos circulares y longitudinales se aplicará primero un campo circular y a continuación uno longitudinal. Hay diferentes técnicas de magnetización que a continuación se analizan:
Método de inspección de campo continuo
Es la técnica que consiste en aplicar las partículas mientras fluye la corriente de magnetización;
de esta forma, el campo magnético es máximo, lo que proporciona la mayor sensibilidad. Se recomienda para aceros suaves. Con el método continuo húmedo, el baño de inspección se aplica abundantemente a todas las superficies de la pieza, procurando que todas estén húmedas mientras se aplica el disparo de magnetización. Esto asegura que las partículas permanezcan sobre la pieza mientras fluya la corriente y puedan ser atraídas por cualquier campo de fuga creado por discontinuidades. Si el baño húmedo se aplica antes o después del disparo de magnetización, es posible que no se formen indicaciones o que la fuerza del chorro del baño pueda lavar indicaciones ligeras. Por esta razón, el disparo debe ser siempre simultáneo a la aplicación del baño.
Cuando se utiliza el método continuo seco, la pieza se magnetiza utilizando electrodos, o una bobina. Mientras fluye la corriente, se aplica el polvo en forma de nube ligera sobre las áreas magnetiza- das. El exceso de polvo se sopla mediante una ligera corriente de aire; después se corta la corriente de magnetización. Es importante aplicar el polvo como una nube ligera y no volcarlo simplemente sobre la superficie, pues el uso de demasiadas partículas no sólo es un
despilfarro inútil, sino que puede ocultar totalmente una indicación clara, de ahí la recomendación de soplar el excedente.
El operador deberá vigilar cuidadosamente la aplicación del polvo sobre el área inspeccionada, dado que, normalmente, es fácil ver indicaciones formadas incluso antes de que se elimine el exceso de polvo. Si el flujo de corriente se para antes de soplarlo, es posible que se eliminen indicaciones ligeras.
Secuencia operacional. Se recubre la pieza de partículas magnéticas a la vez que se conecta a la corriente de magnetización, que se mantiene durante un tiempo pequeño {0,5-1 ,5 seg.). En el ensayo por vía húmeda hay que cortar la aplicación del baño antes que la corriente para evitar el arrastre y borrado de las indicaciones. Sin embargo, en piezas grandes puede ser necesario magnetizar durante tiempos más largos (fig. 4.13 b) para dar lugar a la aplicación correcta de las partículas o bien hacer el ensayo por zonas.
Figura. 4.13
Método de inspección de campo residual
Cuando el campo residual sobre una pieza es alto, puede ser suficientemente fuerte para formar indicaciones adecuadas. Se recomienda en aceros duros, sin embargo, los campos residuales son siempre más débiles que los campos formados cuando fluye la corriente de magnetización. Consecuentemente, la inspección mediante el método residual no será tan sensible como con el método continuo. Cuando se utilice el método residual húmedo, el periodo de tiempo durante el que la pieza está cubierta por el baño de inspección es importante: una larga exposición de la pieza magnetizada al baño húmedo incrementa la agrupación (bui/d-up) de las partículas magnéticas que forman la indicación. Normalmente es difícil obtener indicaciones de discontinuidades subsuperficiales utilizando el método residual.
Este hecho se utiliza a veces para determinar cuándo una indicación está mostrando una discontinuidad superficial o subsuperficial. Para determinarlo, se borra la indicación formada mediante el método continuo y se vuelve a aplicar el baño o el polvo. Si aparece de nuevo, normalmente representa una discontinuidad superficial.
La sola indicación del contenido de carbono para incluir un material en la categoría de magnéticamente duro puede ser simplemente orientativa. En especial, en aceros altamente aleados con componentes no magnéticos como el cromo, se reduce la posibilidad de utilizar el método remanente, por tanto, no se aconseja su utilización, salvo que se haya comprobado por experimental- mente que se obtienen indicaciones satisfactorias con el magnetismo retenido por la pieza.
Secuencia operacional. Una vez magnetizada la pieza, se aplica el revelador durante un tiempo variable de 1 a 5 seg., normalmente por chorreado (fig. 4.14 b).
Figura. 4.14
El equipo diseñado para el método residual debe disponer de un sistema de corte rápido de la corriente para evitar la desmagnetización.
En el método seco debe incrementarse la movilidad de las partículas golpeando ligeramente la pieza mientras aquéllas caen sobre ésta o justamente después de haber caído. Como el método residual es menos sensible que el continuo, no está muy indicado para discontinuidades subsuperficiales, por lo que también es preferible la vía húmeda a la seca.
En el método residual, las piezas pueden ser magnetizadas en un sitio y puestas en otro para la aplicación de partículas y la inspección.
4.4.2 Medios de detección
Una vez magnetizada la pieza, la siguiente etapa es aplicar sobre su superficie el revelador que permita detectar los campos de fuga originados en las discontinuidades. Éste es el papel que desempeñan las partículas magnéticas, cuyas propiedades varían dentro de una amplia gama, según el problema específico que se pretenda resolver. Así, hay grandes variaciones de tamaño, forma, densidad, movilidad y color entre los diversos tipos de partículas, si bien, en todos los casos se trata de sustancias ferromagnéticas finamente divididas.
Es fundamental conocer, lo más exactamente posible, las propiedades de las partículas, puesto que de su uniformidad dependerá que los ensayos sean reproducibles, incluso por diferentes operadores. De igual modo, el aspecto y la forma de la indicación que se forme en la superficie de la pieza son la única base de que dispone el operador para emitir un juicio sobre la naturaleza y el origen de la indicación, cuya apariencia está estrechamente ligada al tipo de partículas utilizadas.
Las partículas magnéticas secas son, por lo general, muy robustas y actúan con un alto nivel de consistencia dentro de una amplia gama de condiciones de ensayo. Su comportamiento, sin embargo, es susceptible de degradarse por la acción de determinados contaminantes, tales como humedad, grasa, aceite, óxido y virutas, partículas no magnéticas como arena de fundición o calor excesivo. Estos contaminantes se manifestarán, normalmente, en forma de cambios de color de las partículas y en aglomeraciones de las mismas, cuyo grado determinará la validez del polvo magnético para su utilización. Sobrecalentar las partículas puede eliminar su color y reducir el contraste con la pieza y de esta manera dificultar el examen. La aglomeración de partículas puede reducir su movilidad durante el proceso y las más grandes pueden no retenerse en una indicación.
Una ventaja que tienen las partículas magnéticas por vía húmeda frente a las de vía seca es que, al estar dentro de un líquido, pueden llegar fácilmente a todas las superficies de piezas que presenten una geometría compleja. Para partículas negras en vía húmeda, la concentración en la suspensión o baño es de 1, 2 a 2,4 mi en 100 mi de suspensión.
Para mejorar el contraste óptico pueden utilizarse lacas blancas sobre la zona a inspeccionar, con un espesor inferior a 40 micras, para no perder sensibilidad.
Las partículas fluorescentes, son de menor que tamaño las coloreadas, por lo que se recomiendan para discontinuidades muy finas. La concentración en este caso, dado su mejor contraste óptico, es menor: entre 0,1 a 0,4 mi en 100 mi de suspensión, sin necesidad de aplicar ningún recubrimiento.
4.4.3 Condiciones de observación
Las discontinuidades superficiales producen indicaciones agudas, diferenciadas, limpiamente recortadas, con una buena retención de partículas. Esto es particularmente cierto en las discontinuidades superficiales de bordes unidos y agudos, que son difíciles de localizar por el método visual y las cuales son generalmente inadmisibles. El verdadero carácter de este tipo de discontinuidad produce campos de fuga altamente localizados, apropiados para la formación de indicaciones como las anteriormente descritas. Las subsuperficiales, por otra parte, tienden a producir indicaciones que son modelos difusos o con "pelusa", más que agudos y limpiamente recortados. Estos modelos quedan peor retenidos que los anteriores, ya que los campos de fuga están menos concentrados.
La inspección visual es la última y definitiva instancia de todo el proceso de verificación. Sin embargo, el que esta fase sea de carácter decisivo no implica que tenga mayor importancia que las demás, ya que sólo si las anteriores se han cumplido satisfactoriamente queda garantizado un óptimo resultado del control. Esto significa que los equipos de magnetización, las partículas y, en su caso, las lámparas de UV empleadas deben comprobarse periódicamente para asegurar que sus funcionamientos son correctos. Pero, sobre todo, el personal que realiza la verificación, gracias a un adiestramiento adecuado, debe ser capaz de conocer las posibles relaciones entre las discontinuidades y las indicaciones obtenidas, para poder realizar perfectamente la inspección visual.
Partiendo de la base de que el equipo y los elementos de control se encuentran en buen estado, en una cadena de inspección mediante partículas magnéticas asociada a una cadena de producción de grandes series de piezas, la persona que realiza la inspección visual es el eslabón más débil de la cadena de verificación, simplemente porque es humano caer en el cansancio y la falta de concentración después de realizar una tarea tan fatigosa durante un periodo de tiempo prolongado. En el control visual, debe evitarse el cansancio y la falta de
concentración, por eso, hay que procurar integrar las funciones de control en las que la vista tiene que esforzarse más en un sistema de trabajo rotativo, es decir, que después de dos horas de inspección visual pueda ejercerse una actividad que suponga cierto descanso a los ojos.
Además, las personas que realizan esta inspección, no deberían, a ser posible, tener que atenerse a una cadencia determinada, porque si una pieza pasa, de acuerdo con un tiempo fijo de control, de una estación a otra, puede que el operador, si ve que el tiempo es muy justo, se sienta obligado a tomar una decisión cualquiera, que puede tal vez ser errónea. Para la inspección visual en el marco de una verificación en serie, son muy prácticas las llamadas
"mesas giratorias para inspección visual", donde, según la cadencia, pueden trabajar incluso varios operarios a la vez. Tales mesas giratorias, que sirven asimismo como pulmón, tienen la ventaja de que no se obliga al operario a tomar una decisión dentro de un tiempo dado, ya que dentro de un turno de trabajo se compensan mutuamente los distintos tiempos de inspección.
En la práctica, frecuentemente se introducen en el proceso de verificación piezas que presenten discontinuidades conocidas para confirmar regularmente el buen funcionamiento de los distintos sistemas implicados.
La intensidad de la luz visible sobre la superficie a examinar debe ser, por lo menos, a 500 lux Para mejorar los resultados de la inspección con partículas fluorescentes, debe realizarse en un área oscura: cuanto más oscura, más brillante aparece la indicación. La adaptación de la luz blanca exterior a los niveles de oscuridad necesarios para una inspección fiable con partículas fluorescentes puede requerir un mínimo de 1O minutos y el inspector no deberá utilizar gafas con cristales fotosensibles. Igualmente, evitará salir de ella y volver a entrar sin disponer del suficiente tiempo de adaptación.
La intensidad de la luz ultravioleta sobre la superficie a examinar no será inferior a 1.000 W/cm' y se comprobará con un medidor de luz UV adecuado. La intensidad de la luz ambiental visible en una zona oscurecida para examinar con partículas fluorescentes debe ser inferior a 20 lux. La lámpara de luz ultravioleta se encenderá, por lo menos, 1O minutos antes del inicio de la inspección. Cuando se utilicen partículas fluorescentes, el área a inspeccionar deberá estar libre de otros materiales fluorescentes, dado que pueden confundir al inspector. El operador puede experimentar el nublado de la visión si la luz UV le incide en el globo ocular directamente o reflejada. La sensación de visión nublada desaparece cuando dicha iluminación cesa. Dado que es una sensación desagradable, es conveniente disponer las luces en el área de inspección, de tal manera que no iluminen los ojos del inspector ni directamente ni reflejadas.
4.4.4 Ensayos de los medios de detección de indicaciones, EN ISO 9934-3
La norma EN ISO 9934-3 establece los requisitos que deben cumplir los diferentes elementos que intervienen en el ensayo por partículas magnéticas, por lo que se recomienda su lectura.
Control del vehículo de suspensión
Este control está recomendado para las partículas fluorescentes, que con el tiempo pueden perder esta fluorescencia. Existe una regla que dice que toda la fluorescencia que pierde la partícula la gana el disolvente.
Si se decanta el concentrado fluorescente y el líquido queda con fluorescencia, debe desecharse el concentrado. Cuando el vehículo es el agua, deben analizarse los inhibidores, ya que su falta puede oxidar la pieza, y su exceso, dejar residuos salinos.
Calibración de equipos magnéticos
Existe un buen número de causas que pueden hacer que las indicaciones de los aparatos de medida de un equipo magnético pierdan la precisión exigible.
Un aparato de medida electromecánico es un dispositivo que contiene una serie de elementos susceptibles de sufrir modificaciones temporales (p.ej., dilataciones por temperatura) y derivas permanentes por envejecimiento.
Estos aparatos tienen garantizada su precisión (normalmente± 1,5%}, en las siguientes condiciones ambientales:
Por otro lado, otros equipos disponen, o bien un aparato de medida digital o bien de algún circuito electrónico de adaptación de señales previo al aparato electromecánico. Los circuitos electrónicos son, a priori, menos susceptibles de variación que los electromecánicos, pero puede ser importante la variación con la temperatura.
Este comportamiento obliga a que sea necesaria una calibración periódica de los aparatos, que está recogida en las normas de inspección.
En todos los casos, la calibración se debe hacer contrastando las medidas de los amperímetros de la máquina con las Indicaciones de un equipo patrón exterior conectado en serie. Ambas indicaciones no deben diferir en más de un ±10% para todo el rango de la escala de medida. El equipo patrón debe poseer un certificado de calibración en vigor, expedido por un laboratorio reconocido.
Como consecuencia de la calibración periódica, debe extenderse un certificado donde consten los resultados obtenidos y la fecha de revisión.
4.6 ACCESORIOS
Para llevar a cabo ensayos por partículas magnéticas es necesario disponer de un equipo que genere un campo magnético y un medio (partículas magnéticas) que evidencie la existencia de Jos campos magnéticos de fugas asociados a las discontinuidades. Además de los equipos y medios citados, existen otros equipos o accesorios que serán de gran utilidad en la realización del examen.
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Figura 4.27
4.6.3 Fotómetros y radiómetros
Como el resultado de un examen con partículas magnéticas depende en gran medida de las condiciones de iluminación existentes a la hora de observar y de evaluar las indicaciones que se hayan formado, antes de iniciar el examen se debe comprobar, mediante luxómetros y medidores de luz UV, que existen en la superficie del objeto unos niveles de intensidad lumínica adecuados.
Luxómetros
La intensidad de luz blanca, para el examen por partículas magnéticas no fluorescentes, será determinada y comprobada por el inspector a fin de asegurar la adecuada iluminación sobre la superficie a examinar. Asimismo, cuando se emplean partículas magnéticas fluorescentes se deberá comprobar que los niveles de luz blanca no superan los valores establecidos en los códigos y normas aplicables (normalmente la intensidad luminosa no deberá ser mayor a 20 lux). La intensidad mínima exigible es de 500 lux, la cual puede ser comprobada mediante un luxómetro. No obstante, en cada caso se deberá cumplir lo exigido en las normas, códigos y procedimientos aplicables. El Luxómetro consiste en una capa metálica muy fina depositada sobre un elemento semiconductor apoyado en una plancha metálica. Entre la capa y la plancha metálicas se dispone un galvanómetro sensible.
Generalmente se utiliza como metal el cobre y como elemento semiconductor, el óxido de cobre.
44 Cuando sobre la lámina de cobre incide la luz, llega hasta la capa de óxido, debido a su pequeñísimo espesor, y se liberan electrones. Una corriente eléctrica recorre el circuito y produce una cierta desviación del galvanómetro, cuya escala está graduada en lux
Medidores de luz ultravioleta
Durante el examen con partículas magnéticas fluorescentes, la intensidad de luz será medida con un medidor de luz UV, a fin de verificar que la intensidad sobre la superficie a examinar sea la adecuada. Debe medirse cada vez que lo determine el código, norma o procedimiento aplicable.
Figura 4.28
Caídas de tensión en la línea utilizada para la conexión de la lámpara producirán una disminución de la intensidad de luz UV, por lo que, si se aprecian fluctuaciones en el voltaje, deberá usarse un transformador de voltaje constante.
Existen en el mercado dos tipos de medidores de luz UV, uno de medida directa y el otro por sustracción. En este último, la medida se produce efectuando una primera medición sin filtro y una segunda con filtro de absorción ultravioleta (365 nm), colocado sobre el elemento sensible del medidor. Restando la segunda medida de la primera, se obtiene la intensidad de luz UV en 1mW/cm2.
