Ensayos no Destructivos

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1 Ensayos no Destructivos
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERETARO Ensayos no Destructivos Impartido por: ing. David Reyes Hernandez septiembre de 2010

2 END PND NDT Se denomina ensayo no destructivo a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo.

3 Clasificación Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada.

4 Conceptos En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma.

5 La aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentran resumidas en los tres grupos siguientes: Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.

6 CLASIFICACION Caracterización.
Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.

7 CLASIFICACION Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

8 ASNT En el año de 1941 se funda la Sociedad Americana para Ensayos No Destructivos (ASNT por sus siglas en inglés), la cual es la sociedad técnica más grande en el mundo de pruebas no destructivas. Esta sociedad es promotora del intercambio de información técnica sobre las PND, así como de materiales educativos y programas. Es también creadora de estándares y servicios para la Calificación y Certificación de personal que realiza ensayos no destructivos, bajo el esquema americano.

9 La entidad que reúne a todas las instituciones debidamente constituidas es el Comité Internacional de Ensayos No Destructivos (ICNDT, por sus siglas en inglés) con sede en Viena. EN MEXICO: El Instituto Mexicano de Ensayos No Destructivos A.C. (IMENDE A.C., Asociación Mexicana de Ensayos No Destructivos (AMEXEND A.C.)

10 Aplicaciones Los ensayos no destructivos se utilizan en una variedad de ramas que cubren una gran gama de actividades industriales.

11 En la industria automotriz:
APLICACIONES En la industria automotriz: Partes de motores Chasis

12 En aviación e industria aeroespacial:
APLICACIONES En aviación e industria aeroespacial: Exteriores Chasis Plantas generadoras Motores a reacción Cohetes espaciales

13 En construcción: Estructuras Puentes
APLICACIONES En construcción: Estructuras Puentes

14 En manufactura: Partes de máquinas
APLICACION En manufactura: Partes de máquinas

15 En ingeniería nuclear:
APLICACION En ingeniería nuclear: Pressure vessels

16 Transporte por tuberías Tanques de almacenamiento
APLICACION En petroquímica: Transporte por tuberías Tanques de almacenamiento

17 APLICACION Misceláneos Atracciones de parques de diversiones
Conservación-restauración de obras de arte.

18 Métodos y técnicas Clasificación de las Pruebas No Destructivas
La clasificación de las pruebas no destructivas se basa en la posición en donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se clasifican en:

19 1.Pruebas no destructivas superficiales.
2. Pruebas no destructivas volumétricas. 3. Pruebas no destructivas de hermeticidad.

20 1. Pruebas no destructivas superficiales
Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad superficial de los materiales inspeccionados. Los métodos de PND superficiales son: VT – Inspección Visual PT – Líquidos Penetrantes MT – Partículas Magnéticas ET – Electromagnetismo

21 En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante para detectar únicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie); y con MT y ET se tiene la posibilidad de detectar tanto discontinuidades superficiales como sub-superficiales (las que se encuentran debajo de la superficie pero muy cercanas a ella).

22 2. Pruebas no destructivas volumétricas
Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad interna de los materiales inspeccionados. Los métodos de PND volumétricos son: RT – Radiografía Industrial UT – Ultrasonido Industrial AE – Emisión Acústica

23 Estos métodos permiten la detección de discontinuidades internas y sub-superficiales, así como bajo ciertas condiciones, la detección de discontinuidades superficiales.

24 3. Pruebas no destructivas de hermeticidad
Estas pruebas proporcionan información del grado en que pueden ser contenidos los fluidos en recipientes, sin que escapen a la atmósfera o queden fuera de control. Los métodos de PND de hermeticidad son:

25 LT – Pruebas de Fuga – Pruebas por Cambio de Presión (Neumática o hidrostática). – Pruebas de Burbuja – Pruebas por Espectrómetro de Masas – Pruebas de Fuga con Rastreadores de Halógeno

26 Entre los ensayos no destructivos más comunes se encuentran:
ultrasonido Análisis de aceite y ferrografía Análisis de vibraciones y análisis de ruido Análisis metalográfico Corrientes inducidas Inspección por líquidos penetrantes Inspección por partículas magnéticas Inspección de soldaduras Inspección por ultrasonido Pérdida de flujo magnético Radiografía Termografía ACFM (Alternative Current Field Measurement)

27 II. Líquidos penetrantes LP
La inspección por líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales examinados.

28 Inspección por líquidos penetrantes
Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque también se puede utilizar para la inspección de materiales ferrosos cuando la inspección por partículas magnéticas es difícil de aplicar. En algunos casos se puede utilizar en materiales no metálicos. El procedimiento consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera existir debido al fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo se remueve el exceso de líquido y se aplica un revelador, el cual absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador se delinea el contorno de éstas.

29 Tamaño: 413 × 486 Tipo: 6KB GIF

30 Discontinuidades que detecta, defectos superficiales como: poros, grietas, rechupes, traslapes, costuras, laminaciones, etc. Materiales: Sólidos metálicos y no metálicos

31 VENTAJAS Muy económico Inspección a simple vista
No se destruye la pieza Se obtiene resultados inmediatos.

32 DESVENTAJAS Solo detecta fallas superficiales
Difícil establecimiento de patrones La superficie a inspeccionar debe estar limpia y sin recubrimientos No se puede inspeccionar materiales demasiado porosos

33 PRINCIPIOS FÍSICOS Capilaridad: Es la acción que origina que un liquido ascienda o descienda a través de los llamados tubos capilares. Cohesión: Es la fuerza que mantiene a las moléculas de un cuerpo a distancias cercanas unas de las otras. Adherencia: Es la fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes. Viscosidad: Es la resistencia al deslizamiento de una capa de un fluido sobre otra capa. Tensión superficial: Es la fuerza no compensada que ejerce la superficie del liquido debido a la tensión no compensada de las moléculas subsuperficiales sobre la membrana superior.

34 Características de los líquidos penetrantes
El liquido penetrante tiene la propiedad de penetrar en cualquier abertura u orificio en la superficie del material. El penetrante ideal debe reunir lo siguiente:

35 Habilidad para penetrar orificios y aberturas muy pequeñas y estrechas.
Habilidad de permanecer en aberturas amplias. Habilidad de mantener color o la fluorescencia. Habilidad de extenderse en capas muy finas. Resistencia a la evaporación. De fácil remoción de la superficie. De difícil eliminación una vez dentro de la discontinuidad. De fácil absorción de la discontinuidad. Atoxico. Inodoro. No corrosivo. Antiinflamable. Estable bajo condiciones de almacenamiento. Costo razonable.

36 Propiedad física Penetrante Revelador Capilaridad Alta Baja
Tensión superficial Adherencia Cohesión Viscosidad Partículas Pequeñas Grandes

37 Método de aplicación Se aplica el liquido penetrante a la superficie de la pieza a ser examinada, permitiendo que penetre en las aberturas del material, después de lo cual el exceso del liquido es removido. Se aplica entonces el revelador, el cual es humedecido o afectado por el penetrante atrapado en las discontinuidades de esta manera se incrementa la evidencia de las discontinuidades, tal que puedan ser vistas ya sea directamente o por medio de una lámpara o luz negra.

38 Portátil Estacionario Liquido penetrante Rojo Verde (fluorescente)
Removedor Incoloro Revelador Blanco

39 PREPARACIÓN Y LIMPIEZA DE LA PIEZA:
Limpiar cuidadosamente la superficie a inspeccionar de pintura, aceite, grasa y otros contaminantes. Será necesario eliminar los restos de óxidos, pinturas, grasas, aceites, taladrillas, carbonillas, etc. Y esto se hace por métodos químicos, ya que los mecánicos, están prohibidos por la posibilidad que tiene su aplicación de tapar defectos existentes.

40 APLICACIÓN DEL PENETRANTE
Los penetrantes se aplican por inmersión, rociado con un cepillo o brocha, vertiendo el liquido sobre la pieza o cualquier otro método que cubra la zona que se inspecciona. Será necesario obtener una película fina uniforme en toda la superficie y se deberá esperar un tiempo llamado tiempo de penetración para que el liquido penetre en grietas. Este tiempo oscila entre los 5 y 15 minutos dependiendo del material y la clase de grietas.

41 ELIMINACIÓN DEL EXCESO DE PENETRANTE
Se debe retirar la capa superficial del penetrante de forma que lo único que permanezca sea el que se hubiera alojado en las discontinuidades. Se entiende por exceso de penetrante todo liquido que no se ha introducido en los defectos y que permanece sobrante sobre la superficie de la pieza a inspeccionar.. Esta etapa es critica y de su correcta realización dependerá el resultado final de la inspección, ya que es necesario eliminar y limpiar el exceso de penetrante de tal modo que no extraigamos el penetrante introducido en los defectos. Si no se ha eliminado perfectamente el liquido penetrante, en la inspección final aparecerán manchas de penetrante produciendo indicaciones falsas e incluso, el enmascaramiento de las grietas. Para saber si hemos eliminado bien el exceso de penetrante es necesario hacer una inspección visual. Es aconsejable quitar en primer lugar la mayor parte del penetrante con trapos o papel absorbente y después eliminar el resto utilizando trapos o papel ligeramente impregnados en disolvente.

42 APLICACIÓN DEL REVELADOR.
Aplicar el revelador y dejarlo actuar. El revelado es la operación que hace visible al ojo humano la posición del defecto. El revelador es básicamente un producto en polvo de compuestos químicos blancos, inertes y con una granulometría tal que dispone de un gran poder de absorción. Una vez aplicado el revelador, hay que esperar un tiempo para que absorba el penetrante, este tiempo oscila entre 5 y 15 minutos. Durante la preparación de las piezas para la inspección es necesario secarlas después de la aplicación del revelador húmedo o eliminar el remanente antes del uso del polvo revelador seco.

43 INSPECCIÓN FINAL DE LA PIEZA.
Una vez transcurrido el tiempo de revelado, se procede a la inspección de los posibles defectos de las piezas procesadas. El tiempo de revelado depende del tipo de penetración, del revelador y del defecto, pero deberá permitirse tiempo suficiente para que se formen las indicaciones. La inspección se realiza antes de que el penetrante comience a exudar sobre el revelador hasta el punto de ocasionar la perdida de definición.

44 Inspección El proceso de inspección se compone de dos etapas.
Interpretación. Una regla práctica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete minutos. Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que están generalmente presentes en el diseño. Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminación con penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de discontinuidad.

45 Diagrama general de aplicación

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47 normatividad ASTM E165 Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination ASTM E1417 Standard practice for Liquid Penetrant Examination IRAM 760 Ensayos no destructivos. Acero fundido. Examen por líquidos penetrantes. IRAM-CNEA Y Ensayos no destructivos. Inspección con líquidos penetrantes. Principios generales. IRAM-CNEA Y Ensayos no destructivos. Líquidos penetrantes. Calificación y evaluación de los productos para el ensayo. IRAM-ISO Ensayos no destructivos. Terminología. Términos utilizados en el ensayo por líquidos penetrantes. Non-destructive testing. Terminology. Terms used in penetrant testing.

48 III. PARTICULAS MAGNETICAS PM
La inspección por partículas magnéticas es un tipo de ensayo no destructivo que permite detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales en materiales ferromagnéticos.

49 Principio físico El principio de este método consiste en que cuando se induce un campo magnético en un material ferromagnético, se forman distorsiones en este campo si el material presenta una zona en la que existen discontinuidades perpendiculares a las líneas del campo magnetizables, por lo que éstas se deforman o se producen polos.

50 Estas distorsiones o polos atraen a las partículas magnetizables que son aplicadas en forma de polvo o suspensión en la superficie a examinar y por acumulación producen las indicaciones que se observan visualmente de forma directa o empleando luz ultravioleta. Sin embargo los defectos que son paralelos a las líneas del campo magnético no se aprecian, puesto que apenas distorsionan las líneas del campo magnético.

51 PERMEABILIDAD Propiedad física en la que se basa. (Permeabilidad)
Propiedad de algunos materiales de poder ser magnetizados. La característica que tienen las líneas de flujo de alterar su trayectoria cuando son interceptadas por un cambio de permeabilidad.

52 USO Se utiliza cuando se requiere una inspección más rápida que la que se logra empleando líquidos penetrantes. Existen 32 variantes del método, y cada una sirve para diferentes aplicaciones y niveles de sensibilidad.

53 USO Este método se utiliza en materiales ferromagnéticos como el hierro, el cobalto y el níquel. Debido a su baja permeabilidad magnética, no se aplica ni en los materiales paramagnéticos (como el aluminio, el titanio o el platino) ni en los diamagnéticos (como el cobre, la plata, el estaño o el zinc).

54 USO Los defectos que se pueden detectar son únicamente aquellos que están en la superficie o a poca profundidad. Cuanto menor sea el tamaño del defecto, menor será la profundidad a la que podrá ser detectado.

55 CAMPO MAGNETICO El campo magnético se puede generar mediante un imán permanente, un electroimán, una bobina o la circulación de intensidad eléctrica sobre la pieza. El imán permanente se suele utilizar poco debido a que solamente se pueden conseguir con él campos magnéticos débiles.

56 En una pieza alargada, la magnetización mediante bobina genera un campo magnético longitudinal, por lo que muestra defectos transversales. En cambio, una corriente eléctrica entre los extremos de la pieza genera un campo transversal, por lo que detecta defectos longitudinales.

57 Tamaño, forma y aplicación de las partículas
Las partículas magnétizables deben ser de pequeño tamaño para que tengan buena resolución, es decir, para que detecten defectos pequeños o profundos. Esto se debe a que cuanto mayor sea el tamaño de la partícula, mayor será el campo necesario para girarla. Sin embargo, no deben ser demasiado pequeñas para que no se acumulen en las irregularidades de la superficie, lo que ocasionaría lecturas erróneas. Por ello, lo habitual es combinar en mismo ensayo partículas pequeñas (de entre 1 μm y 60 μm) y grandes (desde 60 μm hasta 150 μm).

58 Como ya se ha dicho, las partículas magnetizables se pueden aplicar en forma de polvo o en suspensión en un líquido. En este último caso, el líquido empleado puede ser: queroseno, agua o aceite, entre otros.

59 Métodos de inspección con Partículas Magnéticas en Pruebas No Destructivas
Se deben considerar cuatro propiedades Magnéticas. Movilidad. Geométricas. Visibilidad

60 El éxito de la prueba depende de la selección del medio y del método utilizado para el desarrollo.
Medio: Material a través del cual las dispersiones en el campo magnético se hacen visibles y que pueden aplicarse sobre la pieza en forma seca o húmeda. ( Puede existir medio seco o medio húmedo). a) Partículas Secas (polvo magnético seco). b) Partículas magnéticas en suspensión.

61 En un vehículo: agua y destilado del petróleo.
Para untarse (con brocha). Base polímeros. ver

62 Características del medio.
USOS VENTAJAS DESVENTAJAS Partículas secas Son usadas tal como se suministran. Se aplican por aspersión o espolvoreado. Se pueden utilizar bajo condiciones ambientales extremas (frío o calor). Son mejores para detectar discontinuidades subsuperficiales. Poseen superior movilidad con HDWC. Son fácil de removerse. Color: rojo, negro, gris, azul, verde, naranja. Se selecciona el color que mayor contraste haga con la superficie a inspeccionar. Menor probabilidades detección de discontinuidades finas. Difícil de usar en magnetizaciones en sobrecabeza. No existe evidencia de cobertura completa en la superficie de la pieza que se inspecciona. Promedio menor de producción de piezas inspeccionadas. Difícil de adaptar a sistemas de inspección automática. Existe probabilidad de inhalarlas, se requiere usar cubrebocas. PARTÍCULAS HUMEDAS EN SUSPENCION Son suspendidas en un vehículo, como agua acondicionada o un destilado ligero de petróleo a una concentración dada. Se aplican por aspersión o por baño. Las hay fluorescentes y no fluorescentes. Se suministran secas o premezcladas en un concentrado en agua o con el destilado de petróleo. Generalmente se utilizan en unidades horizontales. Las partículas visibles o no fluorescentes: Son de color negro o café rojizo. La concentración inicial del baño debe ser como lo indique el fabricante y verificarse por decantación diariamente. PASTA MAGNÉTICA PARA UNTARSE Las partículas están suspendidas en un aceite viscoso (pesado). Se aplican con brocha antes de magnetizar. Facilita la inspección en posición sobre cabeza o vertical El vehículo es combustible, pero el riesgo ante el fuego es muy bajo

63 Los materiales se clasifican en :
Diamagnéticos: Son levemente repelidos por un campo magnético, se magnetizan pobremente. Paramagnéticos: Son levemente atraídos por un campo magnético, No se magnetizan. Ferromagnéticos: Son fácilmente atraídos por un campo magnético, se magnetizan fácilmente.

64 Diamagnéticos Paramagnéticos Ferromagnéticos •No son magnetizables. •No son atraídos por un campo magnético. •Son ligeramente repelidos por un campo magnético. •Materiales que son débilmente atraídos por un campo magnético y tienen una pequeña tendencia a la magnetización; estos no son inspeccionables por partículas magnéticas. •Son fácilmente magnetizables. •Son fuertemente atraídos por un campo magnético. •Son capaces de retener su magnetización después que la fuerza magnetizante ha sido removida. Mercurio. •Oro. •Bismuto. •Zinc. •Cobre •Plata. •Plomo. •Aluminio, magnesio. •Molibdeno, litio. •Cromo, platino. •Sulfato de cobre. •Estaño, potasio. •Aceros inoxidables austeníticos y de la serie 300. Hierro, níquel, cobalto y gadolinio. •Mayoría de los aceros, inclusive inoxidables de la serie 400 y 500. •Aleaciones de cobalto y níquel. •Aleaciones de cobre, manganeso y aluminio.

65 aplicación a materiales ferromagnéticos
Piezas de fundición, forjadas, roladas. Cordones de soldadura. Inspección en servicio de algunas partes de avión, ferrocarril, recipientes sujetos a presión, Ganchos y engranes de grúa, estructuras de plataforma, etc.

66 sensible en la detección de discontinuidades lineales, como
Grietas de fabricación o por fatiga. Desgarres en caliente. Traslapes. Costuras, faltas de fusión. Laminaciones, etc.

67 ventajas Se puede inspeccionar las piezas en serie obteniéndose durante el proceso, resultados seguros e inmediatos. La inspección es más rápida que los líquidos penetrantes y más económica. Equipo relativamente simple, provisto de controles para ajustar la corriente, y un amperímetro visible, conectores para HWDC, FWDC y AC. Portabilidad y adaptabilidad a muestras pequeñas o grandes. Requiere menor limpieza que Líquidos Penetrantes. Detecta tanto discontinuidades superficiales y subsuperficiales. Las indicaciones son producidas directamente en la superficie de la pieza, indicando la longitud, localización, tamaño y forma de las discontinuidades. El equipo no requiere de un mantenimiento extensivo. Mejor examinación de las discontinuidades que se encuentran llenas de carbón, escorias u otros contaminantes y que no pueden ser detectadas con una inspección por Líquidos Penetrantes.

68 desventajas Es aplicable solamente a materiales ferromagnéticos; en soldadura, el metal depositado debe ser también ferromagnético. Requiere de una fuente de poder. Utiliza partículas de fierro con criba de 100 mallas ( in) No detectará discontinuidades que se encuentren en profundidades mayores de 1/4". La detección de una discontinuidad dependerá de muchas variables, tales como la permeabilidad del material, tipo, localización y orientación de la discontinuidad, cantidad y tipo de corriente magnetizante empleada, tipo de partículas, etc. La aplicación del método en el campo es de mayor costo. La rugosidad superficial puede distorsionar las líneas de flujo. Se requieren dos o más inspecciones secuenciales con diferentes magnetizaciones. Generalmente después de la inspección se requiere de una desmagnetización. Debe tenerse cuidado en evitar quemadas por arco eléctrico en la superficie de la pieza con la técnica de puntas de contacto. Aunque las indicaciones formadas con partículas magnéticas son fácilmente observables, la experiencia en el significado de su interpretación es muchas veces necesario

69 NORMATIVIDAD IRAM 125 Ensayos no destructivos defectos superficiales y subsuperficiales. Método de determinación por partículas magnetizables IRAM 762 Ensayos no destructivos. Acero fundido. Inspección mediante partículas magnetizables

70 IV. EMISION ACUSTICA EA La emisión acústica (EA) es un fenómeno que tiene lugar cuando un material es sometido a exigencia térmica o mecánica. Un área con defectos es un área con concentración de tensiones en la que, una vez estimulada, se produce una redistribución de estas tensiones con liberación de energía en forma de ondas mecánicas transitorias. La técnica consiste en detectar estas perturbaciones del medio utilizando sensores piezoeléctricos que transforman la energía mecánica en energía eléctrica. Estas señales se digitalizan y almacenan para su posterior análisis a través de sus parámetros característicos. como método de detección para estudiar la iniciación y propagación de fisuras por CBT, corrosión fatiga o fragilización por hidrógeno.

71 La Emisión Acústica (EA) es la clase de fenómeno que genera ondas elásticas transitorias por la liberación rápida de energía a partir de fuentes localizadas, o las ondas transitorias generadas de este modo. Todos los materiales producen EA durante la creación y propagación de fisuras y durante la deformación. Las ondas elásticas se mueven a través del sólido hacia la superficie, donde son detectadas por sensores. Estos sensores son transductores que convierten las ondas mecánicas en ondas eléctricas. De este modo se obtiene la información acerca de la existencia y ubicación de posibles fuentes. Esto es similar a la sismología, donde las ondas sísmicas alcanzan las estaciones situadas en la superficie de la tierra. Luego del procesamiento de las señales, se obtiene la ubicación de los centros sísmicos.

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73 La corrosión bajo tensión (CBT)
La corrosión bajo tensión (CBT) es el fenómeno de agrietamiento que ocurre cuando un material está sometido simultáneamente a la acción de un medio corrosivo y a tensiones mecánicas de tracción. Este fenómeno se caracteriza por la aparición de fisuras que avanzan en dirección normal a la de aplicación de la tensión, causando la ruptura del material a valores muy inferiores a los de diseño.

74 La fisuración por CBT suele clasificarse en base al camino de fisuración como:
corrosión bajo tensión transgranular (CBTTG) cuando la fisura se propaga atravesando los granos y corrosión bajo tensión intergranular (CBTIG) cuando la fisura se propaga por los límites de grano.

75 Esquema de las fuentes de emisión acústica durante los procesos de corrosión, corrosión bajo tensión y corrosión fatiga

76 La técnica de Emisión Acústica se basa en la detección de las ondas elásticas producidas por la aparición o crecimiento de un defecto en un material. Presenta frente a otras técnicas, la ventaja de que la información acerca de la existencia de un posible defecto se recoge en tiempo real, según éste se genera y/o propaga, permitiendo analizar el comportamiento dinámico del mismo. detecta la iniciación y propagación de fisuras originadas por corrosión bajo tensión, corrosión fatiga y fragilización por hidrógeno en diversos aceros y aleaciones no ferrosas .

77 Es un fenómeno que tiene lugar cuando una discontinuidad es sometida a un esfuerzo térmico o mecánico. Una área con defectos, es una área de concentración de tensiones que, una vez sometida a esfuerzo, origina una redistribución de tensiones localizadas. Este mecanismo ocurre con liberación de energía en forma de ondas mecánicas transitorias. La técnica consiste en captar esta perturbación del medio, a través de transductores piezoeléctricos instalados en diferentes puntos sobre la estructura. Estos sensores, estimulados por las ondas transitorias, transforman la energía mecánica en eléctrica.

78 Esquema de la probeta utilizada de α-latón. Dimensiones en mm.

79 Zonas de generación de fuentes de EA en torneado

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81 Toda estructura industrial está sometida a tensiones mecánicas elevadas, a fenómenos de corrosión, de debilitación (hidrogeno),  de fatiga, de envejecimiento (temperatura, irradiación…) que necesitan inspecciones periódicas fiables y rápidas o un seguimiento permanente para asegurar la seguridad de las instalaciones y del transporte de la materias peligrosas.

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83 Esquema de la instrumentación utilizada para monitorear el avance de las fisuras por corrosión bajo tensión por emisión acústica.

84 Esquema de ubicación de los sensores de emisión acústica sobre las mordazas.

85 POCKET UT hasta 95dB.

86 AMP8-BF : el nuevo amplificador ultrasonidos

87 Pocket U2 : Medidas de espesor

88 VENTAJAS La inspección se puede realizar con los equipos en condiciones de operación. permite su evaluación en condiciones reales Mecanismos de diferentes fallas como fugas, fisuras, corrosión, fragilidad, ataque por hidrógeno pueden ser detectado. Los ahorros en costos generados por la inspección bajo condiciones normales de operación, son significativos cuando se comparan con otras técnicas de inspección. Es la única técnica que  puede ser utilizada como herramienta para la planificación de programas de mantenimiento predictivo y preventivo. Permite direccionar efectivamente los costos de mantenimiento a los equipos que realmente lo necesitan, generando ahorros sustanciales en los programas de mantenimiento Permite la evaluación de la integridad estructural de un equipo utilizando las herramientas adecuadas.

89 V. ULTRASONIDO UT El ultrasonido es una vibración mecánica con un rango mayor al audible por el oído humano que se transmite a través de un medio físico y es orientado, registrado y medido en Hertz con ayuda de un aparato creado para ese fin.

90 Principios La impedancia acústica es la resistencia que oponen los materiales al paso de una onda ultrasónica. Ondas acústicas iguales a las ondas sónicas. Transmisión de energía entre partículas que propicia el oscilamiento. El número de oscilaciones son de acuerdo al tipo de onda que se trata. Se propagan en todos los medios elásticos donde exista fracciones de materia ( átomos o moléculas capaces de vibrar ). La vibración depende de la separación de las partículas.

91 Principios físicos Amplitud ( A ).- Es el desplazamiento máximo de una partícula desde su posición de cero. Frecuencia ( F ).- Se define como el numero de veces que ocurre un evento repetitivo ( ciclo ) por unidad de tiempo. Su unida Hertz. Longitud de onda ( l ).- Es la distancia ocupada por una onda completa y es igual a la distancia a través de la cual se mueve la onda por periodo de ciclo. Velocidad de propagación o velocidad acústica ( V ).- Es la velocidad de transmisión de la energía sonora a través de un medio.

92 Principios físicos Impedancia acústica ( Z ).- Es la resistencia de un material a las vibraciones de las ondas ultrasónicas. Es el producto de la velocidad máxima de vibración por la densidad del material. Tipos de ondas Ondas longitudinales.- Sus desplazamientos de las partículas son paralelos de propagación del ultrasonido. Ondas transversales.- Los desplazamientos de las partículas es en forma perpendicular a la dirección del haz ultrasónico. Ondas superficiales.- Son aquellas que se desplazan sobre la superficie del material y penetran a una profundidad máxima de una longitud de onda.

93 Aplicaciones Detección y caracterización de discontinuidades.
Medición de espesores, extensión y grado de corrosión. Determinación de características físicas. Características de enlace entre materiales.

94 Ventajas La prueba se efectúa mas rápidamente obteniendo resultados inmediatos. Se tiene mayor exactitud al determinar la posición de las discontinuidades internas; estimando sus dimensiones, orientación y naturaleza. Alta sensibilidad para detectar discontinuidades pequeñas. Alta capacidad de penetración, lo que permite localizar discontinuidades a gran profundidad del material. Buena resolución que permite diferenciar dos discontinuidades próximas entre si. Solo requiere acceso por un lado del objeto a inspeccionar. No requiere de condiciones especiales de seguridad.

95 Limitaciones Baja velocidad de inspección cuando se emplean métodos manuales. Requiere de personal con una buena preparación técnica y gran experiencia. Dificultad para inspeccionar piezas con geometría compleja, espesores muy delgados o de configuración irregular. Dificultad para detectar o evaluar discontinuidades cercanas a la superficie sobre la que se introduce el ultrasonido. Requiere de patrones de calibración y referencia. Es afectado por la estructura del material. ( tamaño de grano, tipo de material ). Alto costo del equipo. Se requiere de agente acoplante.

96 Los principales parámetros que deben ser controlados en un sistema ultrasónico son:
Sensibilidad. Es la capacidad de un transductor para detectar discontinuidades pequeñas. Resolución. Es la capacidad para separar dos señales cercanas en tiempo o profundidad. Frecuencia central. Los transductores deben utilizar en su rango de frecuencia especificado para obtener una aplicación optima. Atenuación del haz. Es la perdida de energía de una onda ultrasónica al desplazarse a través de un material. Las causas principales son la dispersión y la absorción.

97 Transductores Es el medio por el cual la energía eléctrica se convierte en energía mecánica ( ondas sonoras ) o viceversa. Opera debido al efecto piezoeléctrico, el cual consiste en que ciertos cristales cuando se tensionan, se polarizan eléctricamente y generan voltaje eléctrico entre las superficies opuestas. Esto es reversible en el sentido de que al aplicar un voltaje a través las caras de un cristal, se produce una deformación del mismo. Este efecto microscópico se origina por las propiedades de simetría de algunos cristales.

98 Materiales Piezoeléctricos
Cuarzo. Se obtiene a partir de cristales naturales. Posee excelentes características estabilidad térmica, química y eléctrica. Es muy duro y resistente al desgaste así como al envejecimiento. Desafortunadamente, sufre interferencias en el modo de conversión y es el menos eficiente de los generadores de energía acústica. Requiere alto voltaje para su manejo a bajas frecuencias. Se debe emplear a temperaturas menores de 550 °C, pues por arriba de ésta pierde sus propiedades piezoeléctricas.

99 2/3 Sulfato de litio. Este material se considera como uno de los receptores mas eficientes. Su ventaja principal en su facilidad de obtener una amortiguación acústica optima lo que mejora el poder de resolución, no envejece y es poco afectado por la interferencia en el modo de conversión. Sus desventajas son que es muy frágil, soluble en agua y se debe emplear a temperaturas menores de 75 °C.

100 3/3 Cerámicas polarizados. Se obtienen por sinterización y se polarizan durante el proceso de fabricación. Se consideran como los generadores mas eficientes de energía ultrasónica cuando operan a bajos voltajes de excitación. Prácticamente no son afectados por la humedad y algunos pueden emplearse hasta temperaturas de 300 °C. Sus principales limitaciones son: resistencia mecánica relativamente baja, en algunos casos existe interferencia en el modo de conversión, presentan tendencia al envejecimiento. Además poseen menor dureza y resistencia al desgaste que el cuarzo.

101 Características De Los Materiales Usados Como Transductores En Los Palpadores
Eficiencia como transmisor Eficiencia como receptor Sensibilidad Poder de resolución Características mecánicas Cuarzo Mala Mediana Escasa Optima Buena Sulfato de litio Soluble en agua Titanato de bario Frágil Metaniobato de bario Zirconato titanato de plomo

102 Elección del transductor
Clase de cristal. Con la elección de cada clase de cristal se puede variar el poder resolutivo y la sensibilidad de los transductores.

103 Diámetro del cristal. Entre mayor sea el diámetro del cristal se obtiene una mayor profundidad de penetración, asimismo una mayor longitud en un campo cercano y una menor divergencia.

104 Frecuencia. Con la elección de una mayor frecuencia se obtiene mayor posibilidad para la identificación de discontinuidades pequeñas, mayor longitud de campo cercano, mayor poder resolutivo, menor profundidad de penetración y mínima divergencia.

105 Materiales Piezoelectricos
VENTAJAS DESVENTAJAS CUARZO Se obtiene a partir de cristales naturales. Posee excelentes características estabilidad térmica, química y eléctrica. Es muy duro y resistente al desgaste así como al envejecimiento. Sufre interferencias en el modo de conversión Es el menos eficiente de los generadores de energía acústica. Requiere alto voltaje para su manejo a bajas frecuencias. Se debe emplear a temperaturas menores de 550 °C, pues por arriba de ésta pierde sus propiedades piezoeléctricas. SULFATO DE LITIO Receptor mas eficiente. Facilidad de obtener una amortiguación acústica optima. Mejor poder de resolución. No envejece. Es poco afectado por la interferencia en el modo de conversión. Es muy frágil Soluble en agua Se debe emplear a temperaturas menores de 75 °C. CERÁMICOS POLARIZADOS Se obtienen por sinterización y se polarizan durante el proceso de fabricación. Se consideran como los generadores mas eficientes de energía ultrasónica cuando operan a bajos voltajes de excitación. Prácticamente no son afectados por la humedad Algunos pueden emplearse hasta temperaturas de 300 °C. Resistencia mecánica relativamente baja, En algunos casos existe interferencia en el modo de conversión. Presentan tendencia al envejecimiento. Además poseen menor dureza y resistencia al desgaste que el cuarzo. TITANATO DE BARIO Es un buen emisor debido a su elevado modulo piezoeléctrico. Problemas de acoplamiento y amortiguación. Su empleo esta limitado a frecuencias menores de 15 MHz, debido a su baja resistencia mecánica y alta impedancia acústica. Presenta interacción entre varios modos de vibración. La temperatura de su punto curie es de 115 – 150 ° C. METANIOBATO DE BARIO Presenta un modulo piezoeléctrico elevado lo que lo califica como buen emisor. Posee excelente estabilidad térmica, similar al cuarzo, lo que le permite ser empleado a altas temperaturas. Posee un elevado coeficiente de amortiguación interna, por lo que se considera como el mejor material para generar impulsos cortos. Presenta una baja frecuencia fundamental y una mala resistencia mecánica, por lo que se aplica principalmente a frecuencias altas. ZIRCONATO TITANATO DE PLOMO Se considera como el mejor emisor por su alto modulo piezoeléctrico. Sin embargo, es el mas difícil de amortiguar por su alto coeficiente de deformación. Se recomienda su empleo cuando existen problemas de penetración.

106 Tipos De Palpadores Palpador de contacto. Se coloca directamente en la superficie de prueba aplicando presión y un medio de acoplamiento. Se fabrica para inspecciones de haz recto. Para proteger el transductor de la abrasión, se cubre con un material duro como el oxido de aluminio.

107 Palpadores de haz recto
Palpadores de haz recto. Emite ondas longitudinales con frecuencias de 0.5 a 10 MHz. Se emplea generalmente para la inspección de piezas en las que se puede colocar directamente la unidad de prueba sobre el área de interés las discontinuidades son paralelas a la superficie de contacto. También es útil en la detección de discontinuidades y en la medición de espesores.

108 Palpadores de incidencia angular
Palpadores de incidencia angular. Genera ondas de corte, de superficie y de placa. Se construye acoplando una unidad de haz recto a una de las caras de una zapata de plástico, al cual presenta determinado ángulo de refracción. Se emplea n los equipos de pulso eco y su aplicación es casi exclusiva en la detección de discontinuidades orientadas perpendicularmente a la superficie de prueba.

109 palpadores angulares. De acuerdo a su tamaño frecuencia, forma, tipo e intercambiabilidad de la zapata. Tienen marcado en la zapata el ángulo de refracción del sonido dentro del material de prueba, los ángulos comerciales para el acero son 35, 45, 60, 70, 80, 90 grados.

110 Acoplante Liquido más o menos viscoso que se utiliza para permitir el paso de las ondas del transductor a la pieza bajo examinación, ya que las frecuencias que se utilizan para materiales metálicos no se transmiten en el aire.

111 Características Del Liquido Acoplante:
Humectabilidad. ( capaz de mojar la superficie y el palpador ) Viscosidad adecuada. Baja atenuación. ( que el sonido se transmita al 100% ) Bajo costo. Removible. No toxico. No corrosivo. Impedancia acústica adecuada.

112 Tipos De Acoplantes: Agua Aceite Grasa Glicerina Vaselina

113 Reflexión Cantidad de energía ultrasónica que es reflejada al incidir en una interfase acústica. Ley de reflexión. El ángulo de onda reflejada es igual al ángulo de la onda incidente de la misma especie.

114 Refracción Se lleva a cabo cuando un haz ultrasónico pasa de un medio a otro, siendo su velocidad del medio diferente entre sí y cambia la dirección en relación con la dirección de incidencia. Ley de refracción. El cambio de dirección de la onda refractada, acercándose en la normal a su superficie de separación de ambos medios, depende de la velocidad del sonido en el segundo medio sea menor o mayor que en el primer medio.

115 Bloque de calibración Los patrones de referencia pueden ser un bloque o juego de bloques con discontinuidades artificiales y/o espesores conocidos. Que son empleados para calibrar equipos de ultrasonido y para evaluar las indicaciones de las discontinuidades de la muestra inspeccionada Los bloques de calibración deben de tener las mismas propiedades físicas, químicas y de estructura que el material a inspeccionar.

116 Por medio de los bloques de calibración se puede:
Verificar que el sistema compuesto por el transductor, cable coaxial y el equipo funciona correctamente. Fijar la ganancia o la sensibilidad con la cual se detectará las discontinuidades equivalentes a un tamaño especificado o mayores.

117 "Pantalla del osciloscopio"
* Entonces, como sabemos que el palpador produce una señal a 45° de su posición y que de éste a la discontinuidad hay una distancia de una pulgada, entonces, para saber la posición exacta de la discontinuidad en el material, se resuelve el triángulo rectángulo de la siguiente forma:

118

119

120 Por lo tanto, la discontinuidad presente en el material se encuentra a 0.707" en forma horizontal al palpador y a 0.707" de profundidad.

121 Comentarios La práctica de pruebas ultrasónicas se realiza bajo condiciones de operación inadecuadas que pueden variar la precisión y veracidad de nuestras mediciones. Es necesario que se realicen actividades con las cuales puedan ser corregidas o modificadas las deficiencias durante el desarrollo de la práctica. Algunas de estas son: Contar con un laboratorio apropiado para realizar la prueba , como sabemos los diferentes materiales pueden cambiar sus propiedades físicas, químicas o mecánicas de acuerdo al ambiente en el que estos se encuentren. Contar con el equipo y material necesario, ya que no se tiene todos los elementos necesarios para realizar la prueba. Como caso particular mencionaremos que el acoplante (aceite) si es tomado directamente del envase que lo contiene y aplicado con los dedos, provocara contaminación de las piezas que van a ser sometidas a la prueba de ultrasonido.

122 Algunas de las ventajas de esta prueba son: Es usada en cualquier tipo de material, puede obtenerse un registro en papel, se determinan defectos internos y subsuperficiales. Algunas de sus desventajas son: Se requiere de personal calificado, costo inicial elevado por el tipo de equipo necesario para realizar la prueba.

123 RADIOGRAFIA “X” RX es una imagen registrada en una placa o película fotográfica. La imagen se obtiene al exponer dicha placa o película a una fuente de [radiación] de alta energía, comúnmente rayos X o radiación gamma procedente de isótopos radiactivos (Iridio 192, Cobalto 60, Cesio 137, etc). Al interponer un objeto entre la fuente de radiación y la placa o película las partes más densas aparecen con un tono más o menos gris en función inversa a la densidad del objeto . Por ejemplo: si la radiación incide directamente sobre la placa o película, se registra un tono negro. Sus uso industrial en la detección de defectos en materiales y soldaduras tales como grietas, poros, "rebabas", etc.

124 La radiografía industrial de molgilner ensayo no destructivo de tipo físico, que es utilizado para inspeccionar materiales en busca de discontinuidades macroscópicas y variaciones en su estructura interna. La radiación electromagnética de onda corta tiene la propiedad de poder penetrar diversos materiales sólidos, por lo que al utilizarla se puede generar una imagen de la estructura interna del material examinado. El principio de esta técnica consiste en que cuando la energía de los rayos X o gamma atraviesa una pieza, sufre una atenuación que es proporcional al espesor, densidad y estructura del material inspeccionado.

125 Posteriormente, la energía que logra atravesar el material es registrada utilizando una placa fotosensible, de la cual se obtiene una imagen del área en estudio. los rayos x son una forma electromagnética (como una luz) que contiene una gran energía y por ello, es posible que penetre en los cuerpos, produciendo así, una imagen en una placa de fotografía. Durante este paso, las radiaciones se modifican, entonces, al pasar por estructuras de gran densidad , la imagen que se producirá en la placa será de color blanco y si atraviesa estructuras con aire se formara una imagen de color negro. Los colores dependerán de la densidad de las estructuras y sus formas. ect.

126 Componentes típicos de un sistema de inspección radioscópica

127 Principio básico de la inspección radiográfica. Se basa en la propiedad que poseen los materiales de atenuar o absorber parte de la energía de radiación cuando son expuestos a esta.

128 La atenuación de la radiación ionizante es:
Directamente proporcional al espesor y densidad del material. Inversamente proporcional a la energía del haz de radiación.

129 Las diferencias de atenuación producen diferencias en la ionización del bromuro de plata de la película radiográfica y esto provocara ( al revelar la película ) cambios de densidad radiográfica ( grado de ennegrecimiento ).

130 Un área obscura ( alta densidad ) en una radiografía, puede deberse a un menor espesor o a la presencia de un material de menor densidad como escoria en una soldadura o una cavidad por gas atrapado en una pieza de fundición.

131 Un área mas clara ( menor densidad ) en una radiografía, puede deberse a secciones de mayor espesor o un material de mayor densidad como una inclusión de tungsteno en una soldadura de arco eléctrico con electrodo de tungsteno y gas de protección.

132 aplicaciones Para la detección, interpretación y evaluación de discontinuidades internas tales como grietas, porosidades, inclusiones metálicas o no metálicas, faltas de fusión etc., en uniones con soldadura, piezas de fundición y piezas forjadas.

133 ventajas Pueda usarse en materiales metálicos y no metálicos, ferrosos y no ferrosos. Proporciona un registro permanente de la condición interna de un material. Es mas fácil poder identificar el tipo de discontinuidad que se detecta. Revela discontinuidades estructurales y errores de ensamble.

134 desventajas Difícil de aplicar en piezas de geometría compleja o zonas poco accesibles. La pieza o zona debe tener acceso en dos lados opuestos. No detecta discontinuidades de tipo laminar. Se requiere observar medidas de seguridad para la protección contra la radiación.

135 radioactividad Es la desintegración espontánea de los núcleos atómicos de ciertos elementos ( isótopos radioactivos ) acompañada de emisión de partículas radioactivas y de radiación electromagnética.

136 RADIACIÓN Son ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz( Km/s ), no poseen carga eléctrica, ni masa, son capaces de penetrar materiales densos como el acero y su energía es inversamente proporcional a su longitud de onda.

137 Radiación ionizante En la industria se emplean dos tipos de radiación para la inspección radiográfica: Rayos X. Rayos gamma

138 CARACTERÍSTICAS DE LOS RAYOS X Y GAMMA
Son ondas electromagnéticas. No tienen carga eléctrica ni masa. Viajan en línea recta. Penetran la materia y el poder de penetración depende de la energía . Ioniza la materia. El material radiado queda con una fluorescencia de tipo no permanente Son invisibles. Destruyen las células vivas.

139 GENERACIÓN DE RAYOS GAMMA g

140 Se obtienen principalmente:
Como producto de la fisión nuclear; son recolectados y separados del mineral de deshecho en un reactor atómico. Por bombardeo de neutrones a átomos para que su núcleo capture neutrones y se tornen radioactivos sin cambiar a otro material o elemento.

141 Productos de la fisión nuclear
Kriptón – 83 ( Kr-83 ) Estroncio – 90 (Sr-90 ) Cesio – 137 ( Cs-137 ) Bario – 138 ( Ba-138 )

142 EQUIPO DE PROYECCION

143 Por bombardeo de neutrones
Cobalto ( Co-60 ) Iridio – 192 ( Ir-192 ) Tulio – 170 ( Tm-190 )

144 Tipos de radiación nuclear
Partículas o radiación alfa Partículas o radiación beta Radiación gamma

145 Radiación alfa Son núcleos atómicos de helio ( 2 protones y 2 neutrones ) Son diez veces mas ionizantes que los rayos g . Tienen bajo poder de penetración. Su velocidad es de 1/10 de la velocidad de la luz. Son fácil de detener con unas hojas de papel. Tienen carga eléctrica positiva.

146 Radiación beta Electrones emitidos desde el núcleo del átomo.
Tienen bajo poder ionizante. Su velocidad es de 9/10 de la velocidad de la luz. Pueden detenerse con un espesor de ¼ in de material de plástico. Tienen carga eléctrica negativa.

147 Fuentes de rayos g Son fuentes encapsuladas que contienen isótopos radioactivos metálicos o también pueden ser sales o gases absorbidos en un bloque de carbón. Son colocadas en contenedores blindados hechos de plomo o de Uranio para poder manejarla y protegerse contra la exposición a la radiación; las hay con control automático de exposición o manual.

148 Generación de rayos x Son producidos por la desaceleración brusca de los electrones al impactarse en un blanco o tarjeta generalmente de tungsteno; la energía de los rayos es controlada por los Kilovolt y la intensidad de los miliamper.

149 generación

150 Evaluación de la calidad de la imagen
Antes de interpretar y evaluar: Todas las radiografías deben estar libres de daños mecánicos, químicos u otras manchas que al extenderse no enmascaren o puedan ser confundidas con imágenes de discontinuidades en el área de interés.

151 Deberá evitarse Velado.
Ralladuras, manchas de agua, manchas de los químicos. Rasguños, marcas dactilares, polvos marcas de corriente estática. Indicaciones falsas debido a pantallas defectuosas.

152 Parámetros a cumplir Densidad radiográfica: Para rayos gamma, mínima 2.0 y la máxima es de 4.0. Variaciones de densidad: No deben ser mayores a –15% y + 30% de la densidad medida en el penetrámetro. Marcas de localización. Indicadores de calidad de imagen. Sensibilidad radiográfica. Calidad radiográfica

153

154 I1/I2 = D22 / D21 T = espesor del penetrámetro
Ley de la inversa al cuadrado. La intensidad de la radiación es inversa al cuadrado de la distancia . I1/I2 = D22 / D21

155 donde: I1 = Intensidad en el punto 1 I2 = Intensidad en el punto 2 D1 = Distancia en el punto 1 D2 = Distancia en el punto 2

156 TIEMPO DE EXPOSICION Para radiaciones con rayos X
Cantidad de Kilovolt y la intensidad de los miliamper para la exposición. Distancia focal Espesor Tipo de material

157 SEGURIDAD La unidad que se emplea para definir el efecto biológico de la radiación en el hombre el Rem. Los instrumentos empleados para detectar la radiación son los llamados dosímetros y para la medición utiliza las unidades Roetgens o Rem. Una persona menor de 18 años no debe ser radiólogo. La máxima exposición a que debe exponerse una persona es 5 Rem por año.

158 Una persona no debe recibir mas de 1.3 Rem durante 3 meses.
Una persona no debe recibir mas de 100 mili Rem durante una semana. Cualquier persona que adquiera una dosis superior a las limitaciones anteriores debe someterse a tratamiento medico. En el caso de una persona civil, la radiación permisible corresponde a la décima parte de la recibida por un radiólogo.

159 PROCESADO Al entrar al curto obscuro se encenderá la lámpara de luz ámbar. Sacar la película del porta películas y colocarla en el gancho. Revelado. Sumergir la película en el revelador durante 5 minutos, con el fin de reducir los halogenuros de plata en la película.

160 Lavado intermedio. Después del revelado, la película se lavará con agua durante 1 minuto.
Fijado. Introducir la película en el fijador durante 10 minutos. Lavado final. La película se lavará en agua para retirar el fijador. Secado. Por ultimo se dejará secar la película, ya se al aire libre o algún sistema para este fin.

161

162 NORMATIVIDAD Los estándares más comúnmente utilizados para esta prueba son: ASME Sección V, AWS D1.1, AWS D1.5 y API 1104.

163 FALTA DE PENETRACION EN SOLDADURA

164 GRIETA LONGITUDINAL

165 GRIETAS TRANSVERSALES

166 POROSIDADES

167 ESCORIA

168 PROCEDIMIENTO APLICACION
1.-Aumentar la confiabilidad en el ensayo 2.- Proporcionar reproducibilidad 3.- Minimizar la subjetividad del inspector 4.- Permitir un uso más eficiente de la técnica. 5.- Economizar tiempo y dinero 6.- Evitar las reinspecciones

169 7.-Se fundamentan en las Normas y Códigos existentes.
1.- ASME 2.- AWS. 3.- ASNT 4.- COVENIN (ISO) 8.- Son de carácter mandatorio a la hora de aplicar la técnica 9.- Deben ser realizados por inspectores niveles 2 y 3 solamente.

170 CONCLUSION Garantizar la calidad en piezas manufacturadas y componentes en servicios de manera que estos puedan contribuir con el confort y bienestar que merecemos todos !!!!

171 termografía es una técnica que permite medir temperaturas exactas a distancia y sin necesidad de contacto físico con el objeto a estudiar. Mediante la captación de la radiación infrarroja del espectro electromagnético, utilizando cámaras termográficas o de termovisión, se puede convertir la energía radiada en información sobre temperatura.

172 El análisis termográfico se basa en la obtención de la distribución superficial de temperatura de una tubería, pieza, maquinaria, envolventes, etc., por el que obtenemos un mapa de temperaturas por medio de una termografía o termograma, donde se visualizan puntos fríos o calientes debido a las anomalías que se pudieran encontrar en el aislamiento.

173 Con la realización del estudio termográfico completo se puede realizar una comprobación tanto en envolventes, como en maquinarias y sistemas de distribución, con lo que se puede conseguir:

174 Un mayor conocimiento de la instalación realizada en cuanto a su estado térmico.
Conocimiento de las pérdidas existentes (fugas) y por lo tanto de posibles puntos de actuación. Ahorro debido a una mayor eficiencia energética de los sistemas evaluados.

175 El estudio de los sistemas de distribución puede alertar de las pérdidas energéticas que se producen por un mal aislamiento, alguna rotura o mal engranaje.

176 Mediante un estudio de la envolvente de un edificio podemos optimizar el sistema de climatización con el consiguiente ahorro de energía. La diferencia de temperaturas de la parte climatizada con respecto al exterior nos da una idea del estado de sello.

177 Esta técnica se emplea con gras éxito en la localización de puntos calientes en conexiones en subestaciones e instalaciones eléctricas en general, debido al hecho que una corriente eléctrica al fluir por una conexión defectuosa genera calor en forma anormal. Esta técnica por ser no intrusiva, es decir no se requiere tocar los objetos, se puede utilizar en instalaciones que operen a cualquier tensión.

178 Esta metodología también se utiliza en la localización de defectos y humedad en el aislamiento térmico y en refractario en generadores de vapor, hornos, carros de colada, aislamiento térmico de tuberías, etc. esto con el propósito de ahorrar energía y como una herramienta efectiva en la planeación del mantenimiento.

179 Los equipos de termografía infrarroja convierten la energía radiante en la banda del infrarrojo, invisible para nuestra vista, a imágenes térmicas en tiempo real, en donde los colores representan las temperaturas de los objetos analizados.

180 Las cámaras miden la temperatura de cualquier objeto o superficie de la imagen y producen una imagen con colores que interpretan el diseño térmico con facilidad. Una imagen producida por una cámara infrarroja es llamada: Termografía o Termograma.

181 La radiación infrarroja es la señal de entrada que la cámara termográfica necesita para generar una imagen de un espectro de colores, en el que cada uno de los colores, según una escala determinada, significa una temperatura distinta, de manera que la temperatura medida más elevada aparece en color blanco.

182 Haciendo controles de temperatura en los distintos colores de ese espectro se verifica que más allá de rojo fuera de las radiaciones visibles la temperatura es más elevada. esta radiación invisible por encima del rojo se comporta de la misma manera desde el punto de vista de la reflexión, refracción, absorción y transmisión que la luz visible.

183 Esta radiación inicialmente se denominó Rayos caloríficos y luego Infrarrojos (infra: quiere decir abajo) Es decir, por debajo del nivel de energía del rojo.

184 aplicaciones La Astronomía, la medicina, la seguridad pública, en el rescate, en la electrónica, en la meteorología, la ingeniería de procesos, el mantenimiento industrial, el análisis de la vegetación, el estudio de las temperaturas de los océanos, por mencionar algunas.

185 transferencia de calor es energía en tránsito debido a diferencias de temperatura. El calor es una cosa intangible. Nosotros no podemos medir en forma directa el calor. Solamente podemos medir los efectos del calor, a saber: cambios de la temperatura.

186 La transferencia de calor puede ser por conducción, convección, radiación o por sus combinaciones. La velocidad (la diferencia genera contraste) de calentamiento o enfriamiento depende de las propiedades térmicas, estado físico, tamaño y naturaleza del producto, así como el mecanismo de transferencia.

187 La termografía infrarroja logra obtener, a partir de esa energía radiada en el rango infrarrojo (0,7 a 15 micras), la temperatura del cuerpo emisor.

188 Las cámaras termográficas han sido desarrolladas con tecnología Uncooled Focal Plane Arraydetector (UFPA) consistente de una matriz de dos dimensiones (320x240)formada por unos detectores conocidos como microbolómetros.

189 principio Los infrarrojos inciden en el detector como onda electromagnética, la temperatura del detector aumenta por la absorción de la energía de la radiación, la resistencia del detector cambia, y finalmente el cambio de resistencia crea la señal eléctrica.

190 Detecta problemas rápidamente sin interrumpir el funcionamiento del equipo. Minimiza el mantenimiento preventivo y el tiempo en localizar problemas.

191 Campos de aplicación DESARROLLO Y ESTRUCTURA DE EDIFICIOS:
Inspección de pérdida de energía térmica para Edificios (plantas, maquiladoras, hoteles, edificios gubernamentales, etc.) Evaluación de la humedad para Edificios (plantas, maquiladoras, hoteles, edificios gubernamentales) Inspecciones de integridad del concreto Inspecciones en pisos sobrecalentados, localización de fugas y distribución de temperatura. Localiza aislamiento dañado o escaso Identifica perdidas y fugas de energía Localiza cables, conductores o tuberías sobrecalentados

192

193 SISTEMA DE TECHADO: Detección de Goteras para edificios y naves industriales. Identifica partes de techos dañadas por el agua, rápida y eficientemente. Documenta problemas antes de que las garantías u obligaciones expiren

194 SISTEMAS MECANICOS: Evaluación de equipos de aire acondicionado y calefacción Pérdidas de frío en cuartos fríos. Detección de fugas en el aislamiento en equipos de refrigeración

195 APLICACIONES AMBIENTALES:
Localización de áreas de acumulación de desechos antiguos Localización de tanques bajo tierra en zonas industriales Localiza daños de arquitecturas y/o esculturas

196 APLICACIONES AÉREAS: Inspecciones aéreas eléctricas de alto voltaje para líneas de transmisión Búsqueda de supervivientes

197 APLICACIONES VARIAS: Localización de incendios de baja intensidad en bosques densos. Localización de personas perdidas Localización de personas atrapadas en incendios de edificios así como poder caminar a través del humo.

198 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS MECÁNICA DEL ESTADO SÓLIDO MECÁNICA DE FLUIDOS:
Transferencia de calor en fluidos Capacidad de radiadores

199 La termografía en instalaciones térmicas detecta fallas tempranamente debido al aumento de las temperaturas. Estas fallas pueden presentarse debido a cambios en las propiedades físicas de los materiales como ser la corrosión, grietas, erosiones; también se pueden detectar estrechamientos, fugas, obstrucciones y bloqueos entre otras.

200 Otra de las muy útiles aplicaciones es la detección de pérdidas de calor en cámaras frigoríficas, ductos de calefacción y/o refrigeración.

201 Ventajas del Mantenimiento Preventivo por Termovisión
Método de análisis sin detención de procesos productivos, ahorra gastos. Baja peligrosidad para el operario por evitar la necesidad de contacto con el equipo. Determinación exacta de puntos deficientes en una línea de proceso. Reduce el tiempo de reparación por la localización precisa de la Falla. Facilita informes muy precisos al personal de mantenimiento. Ayuda al seguimiento de las reparaciones previas.

202 Pruebas hidrostaticas
Las pruebas hidrostáticas, son pruebas de presión que se deben realizar a los tanques sujetos a presión, como lo son compresores, calderas, autoclaves, marmitas por citar algunos. Previo existe un plano, el cual determina la presión a la que se deberá someter el tanque para garantizar la seguridad del mismo durante la operación por los trabajadores de la empresa.

203 La Norma Oficial Mexicana NOM-020-STPS-2002, Recipientes sujetos a presión y calderas-Funcionamiento-Condiciones de Seguridad, en el capítulo 5. Obligaciones del patrón, señala específicamente la obligación del patrón en el apartado:  5.4 “Demostrar ante la autoridad del trabajo o ante la unidad de verificación, según aplique, la seguridad de los equipos que requieran autorización de funcionamiento y la confiabilidad de sus dispositivos de seguridad,  de conformidad con lo establecido en los capítulos 7 y ”       Adicionalmente la Norma 20 establece en el apartado la opción para el patrón de la demostración de la seguridad de los equipos mediante una prueba de presión hidrostática.

204 Norma Oficial Mexicana, NOM-020-STPS-2002, establece en el punto 9. 1
Norma Oficial Mexicana, NOM-020-STPS-2002, establece en el punto 9.1.1, la definición de Prueba Hidrostática como "La prueba consiste en presurizar al equipo sin estar en funcionamiento y desenergizado, desconectado en sus partes mecánicas y neumáticas a una temperatura no mayor de 40 grados centígrados, con graficado de presión o manómetro calibrado conectado al equipo, hasta una presión de prueba que debe ser al menos 10% arriba de la presión de calibración del dispositivo de seguridad, con un fluido incompresible cuyo comportamiento al incremento de la presión no genere riesgos.".

205 El recipiente se llena de un líquido casi incompresible - generalmente agua o aceite - examinando para visualizar los escapes o los cambios de presión, se agregan tintes rojos o fluorescentes generalmente al agua para hacer los escapes más fáciles de ver. La presión de prueba es siempre considerablemente mayor que la presión de funcionamiento , típicamente 150% de la presión de diseño.

206

207 Las pruebas de tuberías
Pruebas hidrostáticas de tuberías y oleoductos se realizan para exponer las piezas defectuosas y reparar y/o cambiar, asegúrese de que los defectos restantes son insignificantes como para permitir la operación a presiones de diseño, exponer las posibles fugas y servir como una validación final de la integridad del sistema construido . ASME B31.3 ASME B31.3 requiere esta prueba para garantizar la estanqueidad y resistencia. ASME B31.3 section 345 ASME B31.3 artículo 345

208 Prueba de frecuencia La mayoría de los países tienen una legislación o código de construcción que requiere de recipientes a presión para someterlos a pruebas regulares, por ejemplo, cada dos años (con una inspección visual al año) para la alta presión y cilindros de gas cada cinco o diez años para los de menor presión, como las utilizadas en los extintores de incendios . Las botellas de gas que no pasan son normalmente destruidas como parte del protocolo de pruebas para evitar los peligros inherentes con su uso posterior.

209 Estas mediciones de expansión volumétrica, en relación al tanque
e inspección visual externa e interna del contenedor, se utilizan para determinar si un recipiente a presión es seguro para uso continuo, o ha sufrido una degradación en su integridad estructural y debe ser reemplazado.

210 legislación Por lo que la Secretaría del Trabajo, obliga a todo patrón (según lo establece el punto 5 de la NOM-020-STPS-2002) a presentar o demostrar durante las visitas de inspección que se le programen a su establecimiento lo siguiente:

211 Contar con un listado de todos los equipos que se encuentren instalados en el centro de trabajo, no importando si requieren o no de la autorización de funcionamiento. Dicho listado debe contener al menos la siguiente información por equipo:

212 a. Nombre genérico del equipo b
a. Nombre genérico del equipo b. nombre o número de identificación del equipo c. número de serie del fabricante, y fecha de fabricación d. número de control asignado por la Secretaría e. presión de operación f. fluidos manejados en el equipo g. superficie de calefacción o capacidad volumétrica, la que aplique h. lugar en donde se ubica el equipo físicamente dentro del centro de trabajo.

213 Presentar a la Secretaría, bajo protesta de decir verdad, la documentación e información para obtener la autorización de funcionamiento y mantenerla vigente, con el número de control asignado según lo establecido en el Capítulo 8, y en su caso, para notificar la baja de los equipos que cuenten con número de control otorgado por la Secretaría.

214 Nota: Para los recipientes portátiles que funcionen sin ubicación fija en un centro de trabajo, y para aquellos destinados a contener líquidos criogénicos que pueden ser cambiados por otros de las mismas características y especificaciones, se debe contar con un registro para poder identificar su ubicación en cualquier momento.

215 Demostrar ante la autoridad del trabajo o ante la unidad de verificación, según aplique, la seguridad de los equipos que requieran de autorización de funcionamiento y la confiabilidad de sus dispositivos de seguridad, de conformidad con lo establecido en los Capítulos 7 y 9. Las pruebas que, en su caso, se practiquen a los equipos y a sus dispositivos de seguridad, deben ser realizadas por personal capacitado, asignado o contratado por el patrón, para lo cual éste debe implementar las medidas de seguridad necesarias.

216 Ejemplos de dichas medidas son: que no haya personas expuestas en caso de una falla en el equipo, equipo de protección personal requerido, pisos libres de grasa y/o agua, servicios médicos disponibles durante el desarrollo de las pruebas, entre otros, según aplique.

217 Contar, para todos los equipos que no requieran de la autorización de funcionamiento, con las condiciones mínimas de seguridad, de conformidad con lo establecido en los Apartados 7.1.1, 7.1.2, 7.1.3, 7.1.4, 7.1.5, y

218 Cada uno de los equipos que se encuentren en funcionamiento en el centro de trabajo deben tener una etiqueta, placa, marcado por golpe o similar, con el nombre del equipo o número identificación, utilizando los medios apropiados para no dañar las paredes expuestas a presión. Dicha identificación debe estar relacionada en el listado a que se refiere el Apartado 5.3.

219 Contar con personal capacitado con base en los procedimientos a que se refiere el Apartado para la operación, mantenimiento o reparación de los equipos.

220 Notificar a la Delegación, por escrito, cuando los equipos que cuenten con autorización de funcionamiento dejen de operar definitivamente en el centro de trabajo o cambien de localización dentro del propio domicilio.

221 Gracias , por su atención y comprensión