Informe de laboratorio N 1

Informe de laboratorio N 211UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA MECNICA

Curso: Ciencia de los materiales (MC112)

Informe de laboratorio #3:Ensayos no destructivos

Integrantes:Chvez Braes, Csar Ivn (cdigo 20109001F)Barboza Meja, Csar Jean Pierre (20102007I)

Profesor:Ing. Bejarano

Lima - Per2010

ndice

PginaI. Introduccin3II. Fundamento terico4III. Clculos, grficas y resultados9IV. Conclusiones y recomendaciones12V. Bibliografa12

Introduccin

El hombre al intentarse expandir por las distintas reas de trabajo para lograr su desarrollo ha tenido que estudiar los distintos materiales que existen en nuestro planeta. Esto es necesario para poder construir las diversas piezas que formarn nuevos sistemas capaces de realizar las tareas requeridas. Cientficos han desarrollado toda clase de ensayos para verificar el estado de estas piezas, entre estos encontramos a los ensayos no destructivos, muy empleados al no tener que dejar obsoleto al material que se quiere probar.En esta ocasin, buscaremos a travs de la experiencia en el laboratorio conocer ms sobre los diversos ensayos no destructivos que existen estando entre estos el empleo del equipo Magnaflux y los tintes penetrantes.

Fundamento Terico

Inspeccin por partculas magnticas (Magnaflux)

ste es un mtodo para detectar la presencia de fisuras, recubrimientos, rasgones, inclusiones y discontinuidades semejantes en materiales ferromagnticos como el hierro y el acero. El mtodo detectar discontinuidades de la superficie demasiado finas para apreciarse a simple vista y tambin detectar discontinuidades ligeramente por debajo de la superficie. No es aplicable a materiales no magnticos.

La inspeccin por partculas magnticas puede realizarse en diversas formas. La pieza que se va a inspeccionar puede magnetizarse y luego cubrirse con finas partculas magnticas (polvo de hierro); esto se conoce como mtodo residual. O bien, la magnetizacin y aplicacin de las partculas puede hacerse simultneamente, lo cual se conoce como mtodo continuo. Las partculas magnticas pueden mantenerse en suspensin en un lquido que se vierte sobre la pieza, o la pieza puede sumergirse en la suspensin (mtodo hmedo). En algunas aplicaciones, las partculas, en forma de fino polvo, se esparcen sobre la superficie de la pieza de trabajo (mtodo seco). La presencia de una discontinuidad se revela por la formacin y adherencia de un arreglo caracterstico de las partculas sobre la discontinuidad en la superficie de la pieza de trabajo. Este arreglo recibe el nombre deindicacin y adquiere la forma aproximada de la proyeccin superficial de la discontinuidad. El mtodo Magnaglo, es una variante de la prueba Magnaflux. La suspensin vertida sobre la pieza de trabajo magnetizada contiene partculas magnticas fluorescentes. Entonces, la pieza de trabajo se observa bajo luz negra, con lo cual las indicaciones destacan ms claramente.

Cuando la discontinuidad est abierta a la superficie, el campo magntico se fuga hacia la superficie y forma pequeos polos norte y sur que atraen a las partculas magnticas (figura 10.3). Cuando pequeas discontinuidades estn bajo la superficie, alguna parte del campo an podra desviarse a la superficie, pero la fuga es menor y se atraen menos partculas, con lo que la indicacin obtenida es mucho ms dbil.

Si la discontinuidad est muy lejos por debajo de la superficie, no habr ninguna fuga del campo magntico y, en consecuencia, no se obtendr indicacin alguna. Es necesario emplear apropiadamente mtodos de magnetizacin, para asegurar que le campo magntico formado est perpendicular a la discontinuidad y lograr la indicacin ms clara.

Principio de la prueba Magnaflux. a) Magnetizacin longitudinal; b) magnetizacin circular.

Como se muestra en la figura 10.4, para obtener una magnetizacin longitudinal, el campo magntico puede producirse en una direccin paralela a lo largo del eje mayor de la pieza de trabajo colocando la pieza en una bobina excitada por una corriente elctrica, de modo que el eje ms largo de la pieza est paralelo al eje de la bobina. Entonces la parte metlica se convierte en el ncleo de un electroimn y se magnetiza por induccin del campo magntico creado por la bobina. Cuando se tienen partes muy largas, se magnetizan parcialmente, moviendo la bobina a lo largo de la longitud de la pieza. En el caso de magnetizacin circular, tambin mostrada en la figura 10.4, fcilmente se produce un campo magntico transversal al eje mayor de la pieza de trabajo, pasando corriente de magnetizacin a travs de la pieza y recorriendo todo lo largo de su eje.

La corriente directa, la corriente alterna y la corriente alterna rectificada se emplean con fines de magnetizacin. La corriente directa es ms sensible que la alterna para detectar discontinuidades no abiertas a la superficie. La corriente alterna detectar discontinuidades abiertas a la superficie y se emplea cuando la deteccin de este tipo de discontinuidad es el nico fin de la prueba. Cuando la corriente alterna est rectificada, proporciona un campo magntico ms penetrante.

La sensibilidad del mtodo de inspeccin por partculas magnticas se ve afectada por muchos factores, incluyendo la concentracin de la suspensin indicadora, el tiempo de contacto de la suspensin con la pieza, el tiempo permitido para que se formen las indicaciones, el tiempo que se mantiene activa la corriente de magnetizacin, y la intensidad de la corriente de magnetizacin.

Todas las partes de mquinas que han sido magnetizadas para su inspeccin deben someterse a un proceso de desmagnetizacin. Si estas partes se ponen en servicio sin desmagnetizarlas, atraern limaduras, polvos metlicos, rebabas y otras partculas de acero que pueden rayar, y por tanto daar, los cojinetes y otras piezas de la maquinaria.

Inspeccin por Lquidos Penetrantes

Este es un mtodo sensible no destructivo con el que se pueden detectar pequeas discontinuidades como fisuras, contracciones y porosidades que afloren a la superficie. Aunque este mtodo puede aplicarse tanto a materiales magnticos como a no magnticos, se usa principalmente en materiales no magnticos. Se puede recurrir a varias tcnicas penetrantes para revisar cualquier material homogneo que no sea poroso, como metales, vidrio, plstico y algunos materiales cermicos.

Las partes que van a probarse se tratan primero con un trazador o colorante. Por lo general, los trazadores son lquidos ligeros, de apariencia aceitosa que se aplican a la prueba por inmersin, rociado o con una brocha, o de laguna otra manera conveniente. El trazador es absorbido dentro de las fisuras y otras discontinuidades por una fuerte accin capilar. Despus que el trazador ha tenido tiempo de filtrarse, los residuos restantes sobre la superficie se limpian o se lavan. Esto permite al trazador permanecer en todas las discontinuidades que afloran a la superficie. A continuacin, la pieza que se est revisando se trata con un polvo seco o una suspensin de polvo en un lquido. este polvo o revelador acta como una esponja que atrae al trazador fuera del defecto y aumenta el tamao del rea de indicacin. A fin de que este proceso de inspeccin sea eficaz, el trazador debe ser observado fcilmente en el polvo revelador. Un mtodo para facilitar la inspeccin es usar colores contrastantes para el trazador y el revelador. Una combinacin muy comn es utilizar revelador blanco y un colorante rojo.

Otro mtodo consiste en usar un trazador fluorescente. La figura 10.5 muestra los pasos principales en la inspeccin por medio de un trazador fluorescente. Los pasos son exactamente los mismos que los descritos con anterioridad, excepto que el lquido penetrante contiene un material que emite luz visible cuando se expone a una radiacin ultravioleta. las lmparas que emiten luz ultravioleta se llaman lmparas negras, porque la luz visible que podran emitir normalmente es detenida por un filtro, hacindola aparecer negra o prpura oscuro. Cuando la parte que va a ser revisada se observa bajo la luz negra, el defecto aparece como una marca fluorescente que brilla contra el fondo negro.

La inspeccin por trazador fluorescente se emplea para localizar fisuras y contracciones en piezas fundidas, fisuras en la fabricacin y re-esmerilado de herramientas de carburo, fisuras y hoyos en estructuras soldadas, fisuras en hojas de turbina de vapor y de gas, y fisuras en aisladores cermicos para bujas y aplicaciones electrnicas.

Resultados obtenidos

Ensayo con el equipo Magnaflux

Al llegar al laboratorio el primer ensayo no destructivo que realizamos fue con ayuda del equipo Magnaflux. Tal como figura en el marco terico el primer paso a realizar fue limpiar la pieza a ensayar, un material ferroso magnetizable en el cual esperbamos detectar alguna fisura. A continuacin un alumno fue esparciendo xido (polvo magntico) sobre el material, mientras que este era energizado en sus dos costados por el profesor mediante el empleo de electrodos. Este equipo trabaja con el principio de deformacin de un campo magntico al ser interrumpidas sus lneas de fuerza por alguna imperfeccin del material.

Finalmente, el polvo metlico sigui las lneas de fuerza que saltan sobre las imperfecciones, ponindolas en evidencia. Al terminar el ensayo notamos una lnea color gris claro sobre la pieza, una fisura mediana como se muestra en la siguiente foto:

En esta ocasin la corriente atraves el objeto axialmente. Una vez terminada la experimentacin se debe revertir los efectos causados empleando nuevamente los electrodos pero en posicin contrario. Esto garantiza que la pieza trabaje normalmente.

Ensayo con tintes penetrantes

A continuacin se procedi a observar un segundo mtodo no destructivo para detectar imperfecciones, esta vez sobre una plancha mediana. Para lograrlo fue necesario emplear tres distintos tipos de tinte: el limpiador (amarillo), el penetrante (azul) y el revelador (rojo). Estos se muestran a continuacin:

El proceso inici con la limpieza de la plancha para lo cual se emple un estropajo y alcohol, para luego aplicar el tinte limpiador. A continuacin se procedi a aplicar el tinte penetrante tornndose gran parte de la plancha en un color rojizo claro.

Fue necesario aplicar el tercer tinte, el revelador, y esparcirlo por toda la plancha para que luego de un instante se aprecien las fisuras sobre la plancha. A pesar que en un inicio a simple vista no se observaba alguna falla en el metal, surgieron fisura de tamao considerable como se muestra en la siguiente foto tras culminarse con el ensayo de tintes penetrantes.

Conclusiones

Los ensayos no destructivos son importantes para la industria, ya que se logra determinar el estado de una pieza sin dejar obsoleto al material. La continua revisin de los mecanismos se hace vital asegurando una buena produccin y el aprovechamiento total de energa o otros recursos.

El ensayo de Magnaflux aprovecha las propiedades magnticas en las piezas metlicas revelando las imperfecciones mediante la deposicin de polvo metlico en estas zonas donde las lneas de fuerza son interrumpidas.

El empleo de tintes penetrantes este otro mtodo que revela las fisuras que presenta una determinada pieza, siendo ventajoso ya que el material tratado no debe ser necesariamente metlico.

Los anteriores mtodos son ampliamente usados en aviacin, reparacin de motores y vehculos, astilleros, ferrocarriles, talleres de soldadura de temple, etc.

Bibliografa

Equipo Magnaflux en http://www.vignola.cl/pdf_secciones/07/7-05-20.pdf