Ultrasonido Eco Pulso

8/17/2019 Ultrasonido Eco Pulso

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ÍNDICE

INDICEINTRODUCCIÓN

OBJETIVO GENERAL ALCANCEULTRASONIDO ECO-PULSONORMA ISO 10816-3CONCLUSIÓNENLACES REFERENCIAS

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6-18

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INTRODUCCIÓN

Mantenimiento es el conjunto de acciones necesarias para conservar órestablecer un sistema en un estado que permita garantizar su

funcionamiento a un coste mínimo.

En ese sentido, Mantenimiento es función empresarial a la que seencomienda el control del estado de las instalaciones de todo tipo, tantolas productivas como las auxiliares y de servicios. En ese sentido sepuede decir que el mantenimientoEn el caso de análisis de vibraciones, está sujeto a normas ISO 10816-3aplicables según sea el caso clasificables por nivel.

Mediante técnicas de ultrasonido eco pulso, parte de técnicas predictivas,podemos analizar distintos componentes sin realizar detenciones

completas de producción.


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OBJETIVO GENERAL

- Describir Ultrasonido Eco pulso- ISO 10816-3 para Vibraciones.


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ALCANCE

- Ultrasonido Eco pulso, detalle, ventajas y desventajas- Norma ISO 10816-3


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La historia del Ultrasonido Industrial como disciplina científica pertenece al sigloXX. En 1924, El Dr. Sokolov desarrolló las primeras técnicas de inspección

empleando ondas ultrasónicas.

La inspección por Ultrasonido se define como un procedimiento de inspección nodestructiva de tipo mecánico, que se basa en la impedancia acústica, la que semanifiesta como el producto de la velocidad máxima de propagación del sonidoentre la densidad de un material.

Los experimentos iníciales se basaron en la medición de la pérdida de laintensidad de la energía acústica al viajar en un material. Para tal procedimientose requería del empleo de un emisor y un receptor de la onda ultrasónica.Posteriormente, durante la Segunda Guerra Mundial, los ingenieros alemanes y

soviéticos se dedicaron a desarrollar equipos de inspección ultrasónica paraaplicaciones militares.

ULTRASONIDO ECO PULSO


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Técnica que emplea el principio de las ondas ultrasónicas para la detección defallas en prácticamente todo tipo de materiales, dentro de las inspecciones que

se pueden realizar mediante esta técnica se encuentran:

• Inspección de ejes

• Inspecciones de uniones soldadas

• Verificación de profundidad de grietas

• Medición de espesores



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En el método eco-pulsado pequeñas ráfagas de energía ultrasónica (pulsos) sonintroducidas dentro de la pieza de trabajo a intervalos regulares de tiempo. Si los

encuentra una superficie reflectiva, toda o alguna parte de la energía esretornada. La proporción de energía que es reflexiva es altamente dependientedel tamaño de la superficie reflectiva en relación con el tamaño del haz incidente.

La dirección del haz reflejado (eco) depende de la orientación de la superficiereflectiva respecto a la dirección de incidencia del haz. La energía reflejada esmonitoreada, ambas, la cantidad de energía reflejada en una dirección específicay el tiempo de demora entre la transmisión del pulso inicial.


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Aplicaciones de Ultrasonido.

Los equipos de ultrasonido que empleamos actualmente permiten detectardiscontinuidades superficiales, sub superficiales e internas, dependiendo del tipo detransductor utilizado y de las frecuencias que se seleccionen dentro de un ámbitode 0.25 hasta 25 MHz


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sufre una atenuación, que es proporcional a la distancia del recorrido.

Cuando el haz sónico alcanza la frontera del material, dicho haz es reflejado. Lo secos o

reflexiones del sonido son recibidos por otro (o por el mismo) elemento piezoeléctrico ysu señal es filtrada e incrementada para ser enviada a un osciloscopio de rayos

catódicos, en donde la trayectoria del haz es indicada por las señales de la pantalla;

también puede ser transmitida a un sistema de graficado, donde se obtiene un perfil

acústico de la pieza a una pantalla digital, donde se leerá un valor o a una computadora,

para el análisis matemático de la información lograda.


Las ondas ultrasónicas son generadas por un

cristal o un cerámico piezoeléctrico dentro del

transductor; este elemento, que llamaremostransductor, tiene la propiedad de transformar

la energía eléctrica en energía mecánica y

viceversa. Al ser excitado eléctricamente, y por

el efecto piezo-eléctrico, el transductor vibra a

altas frecuencias (lo que genera ultrasonido);

estas vibraciones son transmitidas al material

que se desea inspeccionar. Durante el trayecto

en el material la intensidad de la energía sónica


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Equipo básico pulso-ecoLa mayoría de los sistemas de inspección ultrasónica incluye el siguiente equipobásico:

• Un generador electrónico de señales que produce pulsos eléctricos de cortaduración.

• Un palpador (transductor) que emite el haz de ondas ultrasónicas cuando

recibe los pulsos eléctricos.• Un acoplante que transfiere las ondas del haz ultrasónico a la pieza deprueba.

• Un palpador (que puede ser el mismo que se utilizó para emitir las ondas deultrasonido)para aceptar y convertir las ondas de ultrasonido de la pieza deprueba a pulsos eléctricos.

• Un dispositivo electrónico para amplificar y si es necesario, desmodular o deotra manera modificar las señales del transductor.• Un dispositivo de despliegue para indicar las características o marcas de

salida de la pieza de prueba, el dispositivo puede ser un tubo de rayoscatódicos (TRC), pantalla electroluminiscente o de cuarzo líquido.



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• Un reloj electrónico o contador (timer) para controlar la operación de loscomponentes del sistema, para servir como punto de referenciaprimario, y para proporcionar coordinación del sistema completo



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PRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN ECO-PULSADA

La información del método de eco-pulsado puede ser desplegada en diferentesformas. Las formas básicas son:

Escaneos-A: Este formato provee un desplegado cuantitativo de señales ytiempo de vuelo obtenidos en un punto simple en la superficie de la pieza. Eldesplegado del escaneo tipo A, que es el formato más utilizado, puede ser

empleado para analizar el tipo, localización y tamaño de una falla.



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Escaneos B: Este formato provee un desplegado cuantitativo de "tiempo de vuelo"obtenido a través de una línea de la pieza. El escaneo tipo B muestra la profundidad

relativa de los reflectores y es usado principalmente para determinar el tamaño (longitud enuna dirección), localización (posición y profundidad) y de alguna manera la forma yorientación de fallas largas.

Escaneos-C: Este formato provee un desplegado semi-cuantitativo o cuantitativo deseñales de amplitudes obtenidos sobre un área de la pieza a evaluar.

Esta información puede ser utilizada para ubicar las fallas en una vista de la pieza detrabajo.

Los escaneos tipo A y B son generalmente presentados en la pantalla de un osciloscopio,los escaneos tipo C son almacenados por una máquina de coordenadas o desplegados enun monitor de computadora.

Desplegado del escaneo tipo A.

Es básicamente una gráfica de amplitud versus tiempo, en la cual una línea horizontalsobre un osciloscopio indica el tiempo transcurrido mientras que el eje vertical indica lasdeflexiones (llamadas indicaciones o señales) representan los ecos.



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EjemploInspección de borde de haz directo

Se emplea para analizar cantidades larga de placas de acero con anchos de 1.2a 2.1 m y espesores de 20 a 30 mm.La inspección por borde es rápida, un haz ultrasónico es dirigido de un bordesolamente a través de la placa perpendicular a la dirección de rolado. A medidaque se incrementa la longitud de la placa el haz de sonido tiende a perdersecomo se muestra en la figura siguiente



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La principal ventaja de la inspección por ultrasonido es la comparación con otrosmétodos para inspección no destructiva en las partes del metal.

• Poder superior de penetración, el cual permite la detección de defectos bajo la

superficie del material. La inspección por ultrasonido es realizada en alrededoresde espesores de unos pocos metros en muchos tipos de partes y espesorescerca de 6m en inspección axial de partes como en la longitud de un eje deacero o rotores forjados.

• Alta sensibilidad, permitiendo la detección de defectos extremadamente

pequeños.

• Mayor exactitud que otros métodos no destructivos en la determinación de la

posición de defectos internos, el cálculo de su tamaño, y caracterizar suorientación, forma, y naturaleza.

• Solamente necesita una superficie para acceder.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

ULTRASONIDO ECO PULSO-VENTAJAS


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• La operación es electrónica, que proporciona indicaciones casi instantáneas de

defectos. Esto hace el método conveniente para la interpretación inmediata, laautomatización, la exploración rápida, la supervisión en línea de la producción, yel control de proceso. Con la mayoría de los sistemas, permanente losresultados de la inspección se puede anotar para la referencia futura.

• Capacidad volumétrica de la exploración, permitiendo la inspección de un

volumen de metal que extiende de superficie delantera a la superficie trasera deuna pieza.

• Portabilidad.

Proporciona una salida que se pueda procesar digital por una computadora paracaracterizar defectos y para determinar características materiales.


ULTRASONIDO ECO PULSO-VENTAJAS


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• La operación manual requiere la atención cuidadosa de técnicosexperimentados

• El conocimiento técnico extenso se requiere para el desarrollo de losprocedimientos de la inspección.

• Las piezas que son ásperas, irregulares en forma, muy pequeña o fina, o nohomogéneos son difíciles de examinar.

• Las discontinuidades que están presentes en una capa baja inmediatamentedebajo de la superficie pueden no ser perceptibles.

• Los estándares de referencia son necesarios, para calibrar el equipo y paracaracterizar defectos.


ULTRASONIDO ECO PULSO-DESVENTAJAS


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NORMA ISO 10816-3 PARA VIBRACIONES

“Evaluación deMáquinas-Vibraciones yMedición de partesno rotativas”

Esta norma entrega lasguías especificas parala evaluación deseveridad de vibración,medidas en apoyos,montajes o soportes demaquinas industrialescuando esta medidasse realizas In situ.


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• ISO 10816-1Evaluación de vibraciones de máquina mediantemediciones partes no-rotatorias.-Reglas generales.

• ISO 10816-2Evaluación de vibraciones de máquina mediantemediciones partes no-rotatorias.-

Turbinas de vapor terrestres y generadores de más de50MW conVelocidades de funcionamiento normales de 1500 rpm.,1800 rpm., 3000 rpm. y 3600 rpm.

• ISO 10816-3Evaluación de vibraciones de máquina mediante

mediciones partes no-rotatorias.-Máquinas industriales con potencia nominal por encimade 15 kW y velocidades nominales de entre 120 rpm y15 rpm cuando se mide in situ.



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• ISO 10816-4Evaluación de vibraciones de máquina

mediante mediciones partes no-rotatorias.-Conjuntos Turbina de gas ,excluyendo losderivados de las aeronaves.

• ISO 10816-5Evaluación de vibraciones de máquinamediante mediciones partes no-rotatorias.-

Conjuntos de máquinas en las plantasgeneradoras de energía y de bombeohidráulico.

• ISO 10816-6Máquinas de movimiento alternativo conpotencia por encima de 100 kW.

Además de todos los anexos y correccionesque existen.Estas son las nuevas normas, que sustituyen ala anterior ISO 2372



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ISO 10816-3Estándar de evaluación de control de

vibraciones

El valor efectivo de la velocidad de vibración seutiliza para evaluar el estado de la máquina. Estevalor puede ser determinado por la casi totalidad demedición de vibraciones convencional dedispositivos.

DIN ISO 10816-3 separa las máquinas en diferentesgrupos y toma el tipo de instalación en cuenta.

Green: Zone AValores de vibración de las máquinas en el momento

de poner en funcionamiento.

Yellow: Zone BLas máquinas pueden funcionar en la operacióncontinua sin ningunarestricciones



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Orange: Zone C

Valores de vibración en amarillo indican que el estado de la máquina es no esadecuado para la operación continua, sólo para un período limitado de tiempo.Las medidas correctivas se deben tomar en la próxima oportunidad.

Red: Zone DValores de vibración peligrosas – el daño puede ocurrir a la máquina.



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CONCLUSIÓNEs importante considerar que la productividad de una industria aumentará enla medida que las fallas en las máquinas disminuyan de una formasustentable en el tiempo. Para lograr lo anterior, resulta indispensable contar con la estrategia de mantenimiento más apropiada y con personal capacitadotanto en el uso de las técnicas de análisis y diagnóstico de fallasimplementadas como también con conocimiento suficiente sobre lascaracterísticas de diseño y funcionamiento de las máquinas.

En el presente trabajo se destaca el análisis de ultrasonido eco pulso e iso10816-3 vibraciones mecánicas, ilustrando con un grafico su alcance asícomo la necesidad de usar diferentes indicadores con el fin de llegar a undiagnóstico acertado. Diagnosticado y solucionado los problemas, la vida delas máquinas y su producción aumentará y por tanto, los costos demantenimiento disminuirán.


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BIBLIOGRAFIA

NORMA ISO, PARA VIBRACIONES ISO 10816• http://www.mantenimientoplanificado.com/art%C3%ADculos%20PRE

DICTIVO_archivos/Norma%20ISO%2010816%20severidad%20vibracion.pdf

INSPECCIÓN ULTRASONIDO• http://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-

materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales2.shtml

ULTRASONIDO ECOPULSO• http://www.inspeccioneschile.cl/servicios.php?idfam=4

TABLA DE SEVERIDAD DE VIBRACIÓN ISO 10816 PARAEVALUACIÓN DEL ESTADO DE MAQUINARIA• http://www.preditecnico.com/2011/02/tabla-de-severidad-de-

vibracion-iso.html

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