Lab de Ultrasonido

Tecnología de Materiales AvanzadaNro. DD-106

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Tema : Ensayo de Ultrasonido

Código : 101314Semestre: IIIGrupo : B

Nota: Apellidos y Nombres: Lab. Nº : 5

TECNOLOGIA DE MATERIALES AVANSADA

LABORATORIO

TEMA:

ENSAYO DE ULTRASONIDO

PROFESOR:

JORGE GUSTAVO RODRIGUEZ LlAPA

ALUMNO:

GRUPO:

B

SEMESTRE:

3


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1. OBJETIVOS - Realizar la calibración de los diferentes palpadores: normal y T/R con los diferentes patrones.

- Realizar las mediciones con los palpadores de acuerdo al procedimiento necesario.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1 Generación del Ultrasonido

El ultrasonido es una onda mecánica cuya frecuencia de oscilación es mayor que 20000 Hz. El ultrasonido se produce aplicando una carga eléctrica a un material con características piezoeléctricas el cuál sufre una deformación física y produce una presión sonora desde su superficie. Si conseguimos introducir un ultrasonido producido un material piezoeléctrico dentro del material a verificar, habremos conseguido un primer paso en nuestro cometido.Para conseguirlo se utiliza un acoplamiento acústico, es decir, una materia que permita la transmisión de las oscilaciones producidas por el cristal. Este acoplamiento tiene como finalidad eliminar el aire, y, generalmente, se suele utilizar gel acoplante, aceite fluido o grasa consistente, dependiendo del grado de rugosidad de la pieza.Cuando el ultrasonido “INSONIFICA” el material a inspeccionar viaja uniformemente hasta encontrar el fondo del material y se refleja, viajando en un camino de retorno hacia el palpador; este eco de fondo ultrasónico produce un “Pico" en la imagen “A”. Si existiera un defecto o una falla en el material que produzca una diferencia de densidad con respecto al material inspeccionado, entonces el defecto o falla funciona como un reflector. El ultrasonido se refleja en esta falla o defecto y aparece en la pantalla como “otro pico” en la Imagen “A”.

2.2 Tipos de Palpadores

Al elemento emisor de la onda ultrasónica se le llama corrientemente “palpador” y lógicamente existen diferentes tipos, con distintos diámetros y frecuencias, con miras a efectuar todo tipo de controles, adaptándose el palpador al control específico que se vaya a efectuar:

En la figura siguiente pueden observarse distintos tipos de palpadores:


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3. MATERIALES

1 equipo para detección de fallas por ultrasonido – epoch xt – olimpus, y accesorios.

1 equipo para medición de espesores por ultrasonido – dme – krautkramer-branson, y accesorios.

1 palpador normal mb4s de 4mhz 1 palpador t/r da303 de 2mhz.

4. PROCEDIMIENTO

4.1 TAREA 1: Calibración del Palpador Normal4.1.1. Asignación

Usando el patrón K1 de Ajuste y el palpador MB4S, calibrar su detector de fallas para un rango de prueba de 0 – 100 mm. de acero.

4.1.2 Datos Generales

4.1.3 Configuración de Instrumentos:

Ancho de pantalla 50 Frecuencia 5 Mhz Gates 1

Velocidad del sonido 5906 m/s Dual emisor-receptor

4.1.4 Procedimiento de Ajuste:

Encender el instrumento. Conectar el palpador utilizando el cable apropiado con el instrumento. Acoplar el emisor con un acoplamiento sobre la superficie de Ajuste del patrón, utilizando 25 mm., de distancia de Ajuste. Mover la ventana A el monitor sobre el primer rebote del eco en la pantalla. Calibrar la intensidad de modo que el primer rebote del eco alcance aprox. 80% de la altura de la pantalla. Incrementar o disminuir al valor del retardo de sonda hasta que el valor correcto del primer rebote del eco sea indicado.

Tipo de detector de fallas digital Epoch xt

Sonda usada: Sonora olympus

Patrón de Ajuste kj

Acoplamiento usado: grasa Grasa roja multiproposito


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4.1.5 Resultado de procedimiento de Ajuste:

4.2 TAREA 2: Calibración del Palpador T/R y Medida del espesor de pared del patrón VW

4.2.1 Medida de espesor de pared

Acoplar la sonda sobre el patrón escalonado comenzando por el “paso” de 8 mm. maximizar el correspondiente rebote de eco. Mover la ventana A del monitor sobre el primer rebote del eco sobre la pantalla que interprete de la línea de medición del detector de fallas el valor.


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Correcto del espesor. Repetir el procedimiento para los otros “pasos”.

Pasos

Espesor de pared T (mm) medido mecánicamente

Espesor de pared T/mm. medido ultrasónicamente

Pie de Rey Micrómetro EPOCH XT DME

8 mm. 8 mm 8.02 mm 8.04 mm 7.96 mm

7 mm. 7 mm 7.02 mm 7.15 mm 7.02 mm

6 mm. 6 mm 6.02 mm 6.13 mm 6.02 mm

5 mm. 5 mm 5.03 mm 5.10 mm 5.16 mm

4 mm. 4 mm 4.03 mm 3.93 mm 4.09 mm

3 mm. 3 mm 3.02 mm 2.87 mm 3.07 mm

2 mm. 1.8 mm 2.03 mm 2.12 mm 2.11 mm

1 mm. 0.9 mm 1.03 mm 0.92 mm ------------

¿En cuál de los “pasos” una medición del espesor de pared es imposible con la actual sonda?. En la medición de 1 milímetro ya que la sonda no cubre este rangoDel paso: 1 (mm). Motivo: el equipo da resultados erróneos EPOCH XT

4.2.2 Ubicación de defectos en la placa metálica con detector de fallas EPOCH XT. (Ubicar,

Indicar la profundidad del defecto y marcar los defectos)


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CUESTIONARIO:

1. ¿Qué tipo de fallas se pueden detectar por el método de ultrasonido?

Se utiliza para identificar daños internos principalmente, así como para medir espesores también la localización y longitud de defectos internos como fisuras, poros, inclusiones.

Se usa principalmente para:


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Examen de piezas fundidas. Examen de pieza forjada. Examen de soldaduras. Caracterización de materiales.

2. Indique dos desventajas que pueda traer consigo en ensayo de ultrasonido

Tiene problemas con piezas de geometría complicada. Costo del equipo

3. ¿Cuál es la ventaja de utilizar el palpador dual (emisor-receptor)?

Este tipo de palpador nos permite hacer las mediciones en diferentes posiciones además es uno de los más comunes por lo tanto es de fácil manejo.

4. ¿En qué caso sería útil el uso de un palpador angular?

Se emplea en los equipos de pulso eco y su aplicación es casi exclusiva en la detección de discontinuidades orientadas perpendicularmente a la superficie de prueba.

Automatización de inspección de soldaduras circunferenciales, defectos de soldadura.

Inspección de piezas de fundición, forja, tubos, componentes mecanizados y estructurales de las grietas

5. Grafique como se puede determinar la profundidad de una falla.


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6. Se puede realizar el ensayo en un componente de madera? Indique porque.

Si se puede, usando una técnica de transmisión ultrasónica que exige asegurar un acoplamiento óptimo entre los palpadores y el material, con el uso de bracas cónicas para realizar los orificios de la madera donde se ubicaran los extremos de los palpadores y así mejorar la repetitividad de los resultados de las mediciones,


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Unos de los problemas más habituales al trabajar en una pieza de madera que forma parte de una estructura, es la imposibilidad de poder Realizar mediciones entre las testas. De este modo, situar los palpadores sobre dos planos paralelos de la pieza, con lo que la dirección que sigue la onda entre emisor y receptor formara un ángulo α con la dirección longitudinal de las fibras, siendo este efecto la anisotropía.

OBSERVACIONES:

En el desarrollo de esta experiencia se pudo observar lo siguiente:


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Al realizar la prueba de ultrasonido se puedo observar cual es el procedimiento a seguir para

la realización de la experiencia, así mismo pudimos observar el equipo y materiales necesarios

para la prueba de ultrasonido.

Cada equipo utilizado posee un rango diferente de medición y pudiendo variar a nuestro gusto

la distancia que se necesitaba medir dentro de este rango, el equipo DME marco un valor

erróneo al efectuar la medición en una probeta de 1 mm de espesor.

Observamos que para realizar las mediciones se necesita personal calificado para poder dar un

buen uso al equipo ya que este es complejo.

Pudimos observar que mientras se realizaba mediciones se generaba ecos en la pantalla al

inicio y al final, esto se debía a la resonancia existente entre el material y el palpador.

CONCLUSIONES:

La experiencia de ultrasonido es realizada mediante la emisión de un sonido de alta frecuencia

que nos indica los defectos del material a través de la pantalla sus fallas, inclusiones, e

imperfecciones en donde varié esta onda.

la experiencia de ultrasonido nos permite identificar defectos internos tales como grietas,

defectos en la soldadura.

El método de ultrasonido es uno de los ensayos no destructivos más rápidos, confiables y

fáciles con un buen equipo.

Los materiales expuestos a mediciones de ultrasonidos deben de poseer forma regular, para

que la medición sea fácil de realizar.

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