Ultrasonido y corrienteseddy

8/20/2019 Ultrasonido y corrienteseddy

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN.

REPARACIONES ESTRUCTURALES

PRÁCTICA 7:Pruebas n !es"ru#"$%as NDT&U'"rasn$! ( #rr$en"es E!!(

PROFESOR: Mar#s Fra)s Ms*ue!a

INTEGRANTES:

L+,e- Sn#/e- 0uan Dan$e'

Ma)a1a Pa'a23 Gabr$e'

Fernn!e- A#s"a E!uar!

P4re- Ca"a'n Ra5' O#"a%$

Serran G+6e- 0s/ua

GRUPO: 7AM

Objetivo


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Conocer los protocolos para ejecutar una prueba de corrientes eddy y ultrasonido adiferentes equipos o materiales y de esta forma comprender su funcionamiento práctico. Además familiarizarse con el equipo para usos posteriores.

Herramienta y Material

● Equipo para ultrasonidos SONATEST !"#A● Equipo de corrientes eddy $%&'()*

NOTA: Cada equipo deberá tener su patrón de calibración respectivo.

Marco Teórico

+as pruebas no destructi,as son realizadas para poder conser,ar la inte-ridad de la piezao elemento y para que la tetura de la superficie no sufra alteraciones. +a prueba No'"estructi,a de inspecci/n superficial mediante las corrientes de Eddy0 está basada bajo el

principio de la inducci/n electroma-n1tica0 donde un campo ma-n1tico alternante inducecorriente sobre la pieza de ensayo si es de un material conductor. Es un m1todo deensayo no destructi,o ya que su aplicaci/n no altera de nin-una manera las propiedadesdel objeto bajo estudio.

+as pruebas de corrientes de Eddy empezaron a mencionarse desde )2(3 por "ambey Ar-o y 4ean * !ocoult5 pero su primer aplicaci/n a las pruebas no destructi,as data dela6o de )2#7 con ".E. 8u-9es0 quien las emple/ para diferenciar tama6os0 formas ycomposici/n de diferentes metales y aleaciones. Es una prueba netamente superficial0detectando defectos sub'superficiales cercanos a la superficie. El patr/n de corrientesinducidas y el campo ma-n1tico que necesariamente está asociado a ellas0 estáninfluenciados por diferentes caracter:sticas del material bajo prueba. Estas caracter:sticas

pueden a-ruparse en tres -rupos; "etecci/n de discontinuidades0 medici/n depropiedades de los materiales y mediciones dimensionales.

+as inspecciones por corrientes de Eddy0 se 9an usado por muc9o tiempo para eaminar la calidad de sub'ensambles en la a,iaci/n. +os a,ances t1cnicos en este m1todo deinspecci/n0 especialmente por la miniaturizaci/n de los mismos probadores0 lo 9an 9ec9opráctico para lle,ar a cabo muc9os procedimientos de mantenimiento en a,ionescomerciales y militares0 sin necesidad de desensamblar el componente del a,i/n.

+as corrientes de !oucault son inducidas en un material de prueba cuando se aplica unacorriente alterna a una bobina de prueba


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+a inspecci/n ultras/nica es una prueba N" que utiliza la ener-:a del sonido0 9ace que semue,a el sonido a tra,1s del material de ensayo para detectar defectos. +a ener-:a delsonido que pasa a tra,1s de la muestra se e9ibe en un tubo de rayos cat/dicos T=0una pantalla de cristal l:quido


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El equipo de detecci/n ultras/nica 9a 9ec9o posible localizar defectos en todo tipo demateriales sin da6ar el material que esta siendo inspeccionado. ?eque6as roturas0 orificiosde ,ál,ulas c9ec


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!nstalación del equipo de corrientes eddy:

>emo,er cuidadosamente el equipo $%&'()* desde su base y colocarlo en una superficieapropiada para trabajar."esde la parte de abajo del equipo $%&'()* colocar su soporte.

"anel de cone#ión

El equipo cuenta con un panel de coneiones los cuales son demasiado delicados y setienen que tener las medidas de precauci/n necesarias al 9acer las coneiones para noda6ar al-uno de los pines.

+as coneiones que se pueden realizar para el equipo son;$. "%O&'( "%O&'TA.) Es aqu: donde se colocan los di,ersos sensores con los quecuenta el equipo para la inspecci/n en di,ersas -eometr:as.*. CHA%+'%(CA%+AO%.) Es aqu: donde se coloca la fuente de alimentaci/n para la

pila recar-able con la que cuenta el equipo.,. %'MOT'(%'MOTO.) Este conector sir,e para la interface entre el equipo $%&'()* ysensores especiales.

-ensor

El equipo puede 9acer uso de di,ersos sensores dependiendo de la -eometr:a en la quese requiere 9acer una inspecci/n entre los más comunes se encuentran el sensor tipolápiz que es una sensor con una punta a 7FG 0 este sensor es muy Btil en superficiespeque6as y -eometr:as complejas .Talleres aeronáuticos suelen contar con sensores 9ec9os con -eometr:as espec:ficas paraa-ilizar la inspecci/n de diferentes componentes.

amiliari/ación del equipo


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Aplicación práctica Corrientes 'ddy

na ,ez instalado correctamente el equipo se procede a realizar las pruebas. ?ara

efectuar una prueba la manera simple de 9acerlo es colocando el sensor sobre lasuperficie0 el sensor tiene que estar perpendicular a la superficie y el ,ásta-o paralelo a lamisma as: como se muestra en la ima-en. para iniciar la prueba presionamos el bot/nclear0 para eliminar los resultados de pruebas anteriores0 y despu1s para iniciar la pruebapresionamos balance. na ,ez 9ec9o esto procedemos a realizar la prueba. ?ara darnos una idea del tipo de lecturas utilizamos un bloque patr/n con l:neas las cualescumplen la funci/n de -rietas para mostrarnos la lectura en el instrumento. Como se dijopre,iamente0 se coloca el sensor a 7FG de la superficie y el ,ásta-o paralelo a lasuperficie. se presiona clear y *alance y se realiza la prueba.


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Como bien se sabe0 las corrientes eddy solo funcionan en materiales metálicos a loscuales se les pueda inducir un campo ma-n1tico0 es por ello que su aplicaci/n no cubrepor completo a la aerona,e. +a se-unda prueba se realiza sobre una placa de aluminioque presenta una -rieta0 como se puede ,er en el análisis0 las l:neas dia-onales que semuestran son el producto de pasar el sensor sobre la -rieta. ?ara comprobar losresultados se realiza la prueba ,arias ,eces y para comprobar las lecturas se 9ace uso delbot/n 9old dando como resultado lo que se obser,a en la ima-en inferior.


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Aplicación "ráctica 0ltrasonido

"e acuerdo a la teor:a0 el equipo de ultrasonido se conforma de un resonador y unordenador los cuales nos darán la indicaci/n de da6os internos en un componente. Elequipo utilizado opera en frecuencias de F 9asta H $9z0 sin embar-o el sensor solo opera9asta (.(H$9z0 aun asi por cuestiones de lo-:stica se realiz/ la prueba a (.H $9z.El sensor tiene forma parecida a un auricular0 y en la parte posterior trae un en-omado coninformaci/n de operaci/n.

El ordenador0 que a simple ,ista parece un osciloscopio nos entre-a diferentes funciones0entre ellas re-ular la frecuencia0 modificar el l:mite de nuestra se6al analizada0 esto másque nada para calibrar nuestro dispositi,o0 modificar el alto y anc9o del espectro0 entreotras cosas.

+o más rele,ante aqu: es que la se6al entre-ada consta de I picos el primero nos da laindicaci/n de la salida de se6al0 la se-unda nos da referencia si 9ay un da6o y la Bltimanos indica la refracci/n de la se6al. +a más importante en este caso es la de en medio lacual nos dirá si eisten fallas en el componente.

+a l:nea 9orizontal que cruza las I lecturas nos ser,irá como referencia para saber si 9ay

o no -rieta0 si la se6al es reflejada en su totalidad el pico de la se6al de enmedio lle-ará9asta la l:nea 9orizontal0 si no lle-a nos da la indicaci/n de que al-o está mal lo cualposiblemente sea indicios de una falla.


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Conclusiones

Conclusión +eneral

las N"T como se 9a mencionado anteriormente son una ,aliosa 9erramienta que nospermiten identificar las di,ersas fallas que puede sufrir un material. En lo que respecta a lapráctica realizada se usaron m1todos de inducci/n ma-n1tica0 por una parte se usa elm1todo de corrientes de Eddy0 el cual tienen como caracter:stica principal que solofunciona para materiales conductores de la electricidad. $ientras que el ultrasonido es una9erramienta que funciona para todos los materiales bajo una cierta modificaci/n delequipo. +os ajustes que se deben de 9acer a cada equipo dependen del material ainspeccionar y de su espesor. El espesor es un factor de importancia en las Corrientes deEddy0 ya que la fuerza del campo ma-n1tico emitida por este aparato es muy baja0 y solonos permite identificar fallas sub superficiales. El ultrasonido a diferencia tiene una fuerzade penetraci/n mayor0 con lo cual se puede inspeccionar la pieza en un espesor mayor.

Cada material que es inspeccionado0 debe de ser sometido a otras pruebas que ase-urenque el componente tiene la falla encontrada.na consecuencia del ultrasonido es que si se encuentra una falla0 el componentese-uramente tendrá que ser remo,ido y reemplazado por uno nue,o en lo que respecta amateriales metálicos0 sin embar-o los materiales compuestos pueden ser modificadospara aplicar la reparaci/n correspondiente.

1os2ua -errano +ome/ *3$,,43$*3

"e acuerdo a la teor:a ,ista y a la práctica se pueden concluir los si-uientes puntos;❖ +as corrientes eddy nos sir,en para detectar discontinuidades superficiales0

irre-ularidades en los materiales0 conducti,idad del material e incluso determinar

los espesores del material.❖ +os beneficios de esta prueba0 al i-ual que todas las N"T citadas en

prácticas anteriores son su alta ,elocidad y resultados inmediatos. +as des,entajasson que s/lo funciona con materiales metálicos0 no nos marca eactamente ladiscontinuidad ni profundidad y no es muy práctico el equipo0 además que la piezadebe estar desmontada.❖ +a placa de aluminio analizada presentaba condiciones interesantes que

pudieron obser,arse0 la primera es una -rieta muy e,idente0 con ella nos dimoscuenta del funcionamiento del equipo. +a se-unda anomal:a fue que al pasar entrezonas con pintura y sin pintura tambi1n re-istraba informaci/n0 lo cual ser:a dif:cilde interpretar para un tercero.❖ >eferente al equipo de ultrasonido0 este equipo nos permite detectar da6os

profundos0 inferir el -rosor del componente0 dureza0 espesores superficiales eincluso dimensionarlos. +as des,entajas como tal es que el equipo necesita muc9otiempo para calibrarse0 se requiere de un material especial que este entre la sonday la pieza y se-un la teoria0 necesita capacitarse a quien opere el equipo.❖ El análisis realizado al perno mostraba que en una zona de la cabeza ten:a

una -rieta interna0 esto eplica por qu1 las lecturas solo ,ariaban cuando sepasaba la sonda sobre esa zona.❖ Aunque el equipo del laboratorio es antiqu:simo y presenta da6os menores0

aun si-ue funcionando correctamente y no se ,ieron alteradas las lecturas por factores referentes al equipo.

Ma5a6a "ala7o# +abriel. *3$*,43,48


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+a pronta detecci/n de la falla de un material en la a,iaci/n es de suma importancia0 yaque esta identificaci/n nos permitirá e,itar catástrofes. +as fallas que no son ,isibles sonlas de mayor ries-o0 ya que estas pueden si-nificar una falla importante en al-unoscomponentes ,itales0 como podr:an ser los pilones de sujeci/n del motor que al estar sometidos a ,ibraciones pueden sufrir fracturas internas por fati-a.

Es por eso que las N"T de Eddy current y ultrasonido nos ayudan a identificar las fallasinternas que pueda tener al-Bn componente0 pero tienen como limitante la profundidad depenetraci/n que estas puedan tener. $ientras que las corrientes de Eddy nos muestranimperfecciones de unos cuantos mil:metros de profundidad0 el ultrasonido nos permiteidentificar al componente 9asta una pul-ada0 sin embar-o esta profundidad en al-unasocasiones no es lo suficientemente -rande0 por lo cual se deberá recurrir a otras N"T quenos permitan identificar de manera clara la falla0 como podr:a ser una radio-raf:a o-amma-raf:a. otra limitante de estas pruebas es que se debe de tener acceso completo alcomponente a eaminar0 puesto que el tipo de equipo no permite acceder a lu-aresdif:ciles y la complejidad de la interpretaci/n de los resultados puede ,erse afectada por componentes aleda6os que distorsionen el campo ma-n1tico emitido por los aparatos de

N"T.

"9re/ Catalán %al *3$,,433;<

Entre todos los diferentes tipos de N"T los más ,ersátiles y utilizados son la inspecci/npor corrientes Eddy y el ultrasonido ya que con ambas no solo se detectan fallas odefectos superficiales0 se pueden encontrar defectos internos del material y 9astadimensiones del mismo5 en el caso del ultrasonido. El ultrasonido es un equipo portátil yde un funcionamiento bastante sencillo0 la mayor problemática es la calibraci/n del equipoque puede durar 9asta una 9ora pero la inspecci/n como tal no dura más de unos cuantosminutos dependiendo de la pericia del encar-ado de la prueba. na ,entaja de este sobrelas corrientes es que no se -enera el efecto de borde ya que este limita un poco las

aplicaciones de estas pruebas. +as corrientes Eddy ocupa un equipo portátil de menor espacio y más como de car-as a comparaci/n del ultrasonido pero este tiene al-unasdes,entajas ya que como se mencion/ antes en los bordes se limita por un efecto quecausan estos en los campos ma-n1ticos. Esto -enera malas lecturas en el caso de ser aplicado0 pero en ciertos tipos de superficie es imposible 9acer esta prueba. Además otra-ran ,entaja del ultrasonido es que es aplicable a casi cualquier material en cambio paralas corrientes Eddy es necesario altas intensidades para permear con el campo materialesno metálicos como lo son los materiales compuestos que en los a,iones más actuales esuna -ran parte de los materiales utilizados.

=ópe/ -ánc2e/ 1uan aniel*3$,,43344

Como ya se 9a ,isto con anterioridad0 las N"T son inspecciones de -ran ayuda en la

a,iaci/n0 ya que proporcionan un dia-n/stico eficaz de los da6os que pueden presentar los componentes de una aerona,e.


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+a inspecci/n por Corrientes de Eddy0 resulta muy Btil cuando se trabaja con los metales0pues detecta los da6os que eisten en su superficie.la des,entaja es que no se puedeaplicar a materiales que no sean metálicos0 además de presentar el efecto de borde0 quedebe despreciarse.En la placa de aluminio inspeccionada se pudo detectar que presentaba -rietas0 aunquelos resultados se ,ieron alterados al pasar por las áreas de la placa en donde estabapintada y despu1s re-resar a las áreas sin pintura.El ultrasonido es una de las inspecciones más usadas actualmente0 debido a su facilidadde aplicaci/n y a la rapidez con la que se lle,a a cabo0 además de ofrecer no s/lo el da6oque presenta el material0 sino que muestra tambi1n la profundidad que tiene0 que puedeser 9asta de una pul-ada0 en el caso del equipo utilizado.na de las des,entajas de la inspecci/n por ultrasonido es que el equipo requiere muc9otiempo para ser calibrado y -arantizar resultados adecuados. A pesar de que el equipo utilizado no es reciente0 no present/ problemas para realizar lasinspecciones y obtener resultados confiables0 pero se debe de tomar muy en cuenta quees muy delicado y debe de tratarse con etremo cuidado para no da6arlo.

'duardo ernánde/ Acosta *3$,,4338<

+os ensayos N"T de ultrasonido y corrientes Eddy nos ayudan a detectar y pronosticar al-una falla0 estas pruebas son muy Btiles ya que estas pruebas no solo e,alBan lasuperficie0 sino que tambi1n pueden detectar discontinuidades dentro de la pieza a ciertasprofundidades0 aunque estas pruebas solo sir,en para identificar la eistencia de undesperfecto0 pero no para detectar qu1 tipo de da6o0 por lo que requerirá de al-una otraprueba más minuciosa.+a ,entaja de estas pruebas es que no es necesaria la remoci/n de componentes para ser e,aluadas0 pero en el caso de corrientes Eddy s/lo es aplicable a materialesferroma-n1ticos0 y deberá de tenerse en cuenta de no realizar la prueba y cometer erroresque puedan desencadenarse en una mala lectura y un mal dia-n/stico0 como el no poner

bien la probeta sobre la pieza0 la interferencia de otro material ferroma-n1tico o el efectode borde. Sin embar-o la prueba de ultrasonido se puede aplicar tanto a materialesferroma-n1ticos como compuestos0 y puede realizarse a profundidades un poco mayoresque las corrientes Eddy0 aunque no sobrepasen de una pul-ada. +os dos equiposrequieren de ser calibrados y si no se 9ace bien0 se obtendrán malas mediciones0 ya que9ay que reconocer los tipos de cur,as que se ,an a presentar y c/mo se ,an a interpretar.

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