UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

OBJETIVOS

Detectar posibles fisuras, defectos o cualquier otra clase de imperfecciones en

los materiales analizados; con el desarrollo de dos métodos: Líquidos

penetrantes y Por partículas magnéticas.

Comprender las técnicas de líquidos penetrantes, observando y ejecutando el

ensayo para detectar posteriormente defectos o discontinuidades en las piezas

analizadas.

Conocer los principios básicos del método de inspección por partículas

magnéticas, su utilización, limitaciones, equipos y diferentes procedimientos

utilizados.

Por último, el objetivo de esta práctica es familiarizarse con las técnicas de

líquidos penetrantes y partículas magnéticas, observando y ejecutando el

ensayo para detectar posteriormente las discontinuidades que presenta la pieza

estudiada.

ELEMENTOS Y HERRAMIENTAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

LÍQUIDOS PENETRANTES

La inspección por Líquidos Penetrantes es empleada para detectar e indicar discontinuidades que afloran a la superficie de los materiales examinados.

En términos generales, esta prueba consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la superficie a examinar, el cual penetra en las discontinuidades del material debido al fenómeno de capilaridad. Después de cierto tiempo, se remueve el exceso de penetrante y se aplica un revelador, el cual generalmente es un polvo blanco, que absorbe el líquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa de revelador se delinea el contorno de ésta.

Actualmente existen 18 posibles variantes de inspección empleando este método; cada una de ellas ha sido desarrollada para una aplicación y sensibilidad especifica. Así por ejemplo, si se requiere detectar discontinuidades con un tamaño de aproximadamente medio milímetro (0.012" aprox.), debe emplearse un penetrante fluorescente, removible por post-emulsificación y un revelador seco. Por otra parte, si lo que se necesita es detectar discontinuidades mayores a 2.5 mm (0.100" aprox.), conviene emplear un penetrante contrastante, lavable con agua y un revelador en suspensión acuosa.

APLICACIONES

Las aplicaciones de los Líquidos Penetrantes son amplias y por su gran versatilidad se utilizan desde la inspección de piezas críticas, como son los componentes aeronáuticos, hasta los cerámicos como las vajillas de uso doméstico.Muchas de las aplicaciones descritas son sobre metales, pero esto no es una limitante, ya que se pueden inspeccionar otros materiales, por ejemplo cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos electroquímicos, etc.

PROCEDIMIENTO GENERAL DEL ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES

Básicamente el procedimiento de ensayo que se ha seguido en el ensayo es el

siguiente:

Se toma la muestra a analizar y se limpia su superficie de forma que quede libre

de agua, aceite o cualquier otro agente contaminante.

Se aplica un removedor a la muestra para dejar perfectamente limpia la zona de

interés a ser ensayada, de tal forma de dejar, las posibles discontinuidades, libres

de suciedad y materiales extraños y después su posterior secado.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

Se aplica mediante aerosol, un líquido rojo sobre la superficie de interés y dejar

transcurrir un tiempo necesario de entre 10 y 15 minutos para permitir que el

líquido penetrante se introduzca por capilaridad en las discontinuidades del

material.

Después de transcurrido el tiempo, se removerá el exceso de LP en la

superficie, evitando extraer aquel que se encuentra dentro de las fallas. Para ello

se usa un papel y se frota con dicho papel la superficie de la pieza en evaluación.

Finalmente se aplica un tercer líquido blanco llamado revelador, con gran

capacidad de absorción. Este líquido absorbe el LP que ha quedado en las

discontinuidades, llevándolo a la superficie para hacerlo visible quedándose

manchado de color rojo justo en el lugar donde existe un defecto.

De este modo, ya estamos listos para la inspección de la pieza simplemente con

la ayuda de una buena iluminación y una buena vista.

Tras la inspección se procederá a limpiar de nuevo la pieza ensayada.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

1. Corte de un material que presenta una grieta.

2. La superficie del material se cubre con penetrante.

3. Se remueve el exceso de penetrante.

4. Se aplica el revelador, volviéndose visible el defecto.

VENTAJAS DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES

La inspección por Líquidos Penetrantes es extremadamente sensible a las

discontinuidades abiertas a la superficie.

La técnica de líquidos penetrantes es relativamente simple de aplicar.

Son razonablemente rápidos en cuanto a la aplicación, además de que el

equipo puede ser portátil.

Aplicable a materiales metálicos y en algunos casos se puede aplicar a

materiales no metálicos.

Se requiere de pocas horas de capacitación de los Inspectores.

No requiere costosos equipos.

LIMITACIONES DE LOS LÍQUIDOS PENETRANTES

Solo detecta discontinuidades abiertas a la superficie.

No es aplicable para materiales porosos.

Difícil de aplicar en superficies muy porosas o rugosas.

Los Inspectores deben tener amplia experiencia en el trabajo.

Una selección incorrecta de la combinación de revelador y penetrante puede

ocasionar falta de sensibilidad en el método.

Es difícil quitarlo de roscas, ranuras, huecos escondidos y superficies

ásperas.

Una limitación que presenta este método es que sólo es aplicable a defectos

superficiales y a materiales no porosos.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

PARTICULAS MAGNETICAS

PROCEDIMIENTO GENERAL DEL ENSAYO DE LÍQUIDOS PENETRANTES

Básicamente el procedimiento de ensayo que se ha seguido en el ensayo es el

siguiente:

Se colocara la pieza a ensayar sobre dos taquitos de madera.

Se accionara el paso de la corriente hacia la maquina por medio de un

interruptor.

Se colocara los bornes de cobre sobre los extremos de la pieza a ensayar, al

cual deberá estar bien presionado

Se accionara el interruptor de paso de corriente eléctrica continua con un valor

de 300 amperes provenientes de la maquina “sonoflux”. Mostrada a

continuación.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

Con este paso se magnetizara la pieza.

Luego, de unos instantes se espolvoreara la pieza de oxido de hierro por

toda su superficie.

Se desconectara el interruptor de circulación de corriente.

Luego, se observara la pieza cuidadosamente para determinar si esta posee

o no posee defectos longitudinales.

Al final se desmagnetizara la pieza ensayada con corriente alterna de 550

amperes.

APLICACIONES DE PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Se utiliza cuando se requiere una inspección más rápida que la que se logra

empleando líquidos penetrantes.

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).

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

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.

VENTAJAS DE LAS PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

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

económicos.

Equipo relativamente simple, provisto de controles para ajustar la corriente,

y un amperímetro visible.

Portabilidad y adaptabilidad a muestras pequeñas o grandes.

Requiere menor limpieza que Líquidos Penetrantes.

Detecta tanto discontinuidades superficiales y discontinuidades que no

afloran a la superficie como las sub-superficiales.

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 exanimación 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.

LIMITACIONES DE LAS PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

Es aplicable solamente a materiales ferromagnéticos; en soldadura, el metal

depositado debe ser también ferromagnético.

Generalmente requieren del empleo de energía eléctrica.

Utiliza partículas de fierro con criba de 100 mallas (0.00008 inches)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

No detectará discontinuidades que se encuentren en profundidades mayores

de 1/4”.

Sólo detectan discontinuidades perpendiculares al campo.

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 y más lento.

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.47

INSPECCIÓN

Es importante destacar que con este método sólo pueden detectarse las discontinuidades perpendiculares a las líneas de fuerza del campo magnético. De acuerdo al tipo de magnetización, los campos inducidos son longitudinales o circulares. Además, la magnetización se genera o se induce, dependiendo de si la corriente

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

atraviesa la pieza inspeccionada, o si ésta es colocada dentro del campo generado por un conductor adyacente.

Corriente de Magnetización

Se seleccionará en función de la localización probable de las discontinuidades; si se desea detectar sólo discontinuidades superficiales, debe emplearse la corriente alterna, ya que ésta proporciona una mayor densidad de flujo en la superficie y por lo tanto mayor sensibilidad para la detección de discontinuidades superficiales; pero es ineficiente para la detección de discontinuidades subsuperficiales.

Si lo que se espera es encontrar defectos superficiales y subsuperficiales, es necesario emplear la corriente rectificada de media onda; ya que ésta presenta una mayor penetración de flujo en la pieza, permitiendo la detección de discontinuidades por debajo de la superficie. Sin embargo, es probable que se susciten dificultades para desmagnetizar las piezas.

Magnetización lineal o longitudinal

La forma de magnetizar es también importante, ya que conforme a las normas comúnmente adoptadas, la magnetización con yugo sólo se permite para la detección de discontinuidades superficiales. Los yugos de AC o DC producen campos lineales entre sus polos y por este motivo tienen poca penetración.

Otra técnica de magnetización lineal es emplear una bobina (solenoide). Si se selecciona esta técnica, es importante procurar que la pieza llene lo más posible el diámetro interior de la bobina; problema que se elimina al enredar el cable de magnetización alrededor de la pieza. Entre mayor número de vueltas (espiras) tenga una bobina, presentará un mayor poder de magnetización.

Figura 2.Defecto Transversal

Magnetización circular

Cuando la pieza es de forma regular (cilíndrica), se puede emplear la técnica de cabezales, que produce magnetización circular y permite la detección de defectos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

paralelos al eje mayor de la pieza. Una variante de esta técnica es emplear contactos en los extremos de la pieza, que permiten obtener resultados

similares. Otra forma de provocar un magnetismo circular es emplear puntas dé contacto, pero sólo se

recomienda su empleo para piezas burdas o en proceso de semi acabado. Se deben utilizar puntas de contacto de aluminio, acero o plomo para evitar los depósitos de cobre, que pudieran iniciar puntos de corrosión. Esta técnica permite cierta movilidad con los puntos de inspección, pudiéndose reducir la distancia hasta 7 cm entre los polos o aumentarse hasta 20 cm, con lo cual es factible inspeccionar configuraciones relativamente complicadas.

Figura 3. Defecto Longitudinal.

Para la inspección de piezas con alta permeabilidad y baja retentividad, como es el caso de los aceros al carbono o sin tratamiento térmico de endurecimiento, es recomendada la técnica de magnetización continua; esto es, mantener el paso de la energía eléctrica mientras se efectúa la inspección. Cuando las piezas son de alta retentividad, se acostumbra emplear el campo residual (magnetismo residual). En este caso se hace pasar la corriente de magnetización y posteriormente se aplican las partículas.

Cualquiera que sea la técnica seleccionada, siempre se debe procurar que la inspección se realice con dos magnetizaciones aproximadamente perpendiculares entre sí; por ello, en la práctica es común combinar dos o más métodos.

CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es el objetivo de los ensayos no destructivos? Detectar posibles fisuras, defectos o cualquier otra clase de imperfecciones

en los materiales analizados.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

Conocer los principios básicos del método de inspección por partículas

magnéticas, su utilización, limitaciones, equipos y diferentes procedimientos

utilizados.

2. ¿Qué tipos de ensayo no destructivos hay? Nómbralos TERMOGRAFÍA

RAYOS X

ULTRASONIDOS

RESONANCIA

CORRIENTES INDUCIDAS

PARTÍCULAS MAGNÉTICAS  

LÍQUIDOS PENETRANTES  

INSPECCIÓN VISUAL

3. Respecto a los ensayos que se hizo en el laboratorio, diga a qué tipo de materiales se aplica.

Los metales ferrosos.

No ferrosos.

Aluminio.

Aleaciones de metales.

Cerámica

Vidrio

Algunos tipos de materiales plásticos.

Compuestos órgano- sintéticos.

4. Las pruebas no destructivas alteran o no de forma permanente las propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales de un material.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

La ejecución de las pruebas no destructivas implica un daño casi

imperceptible o nulo. 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,

por lo que podemos concluir que los ensayos destructivos son la aplicación de

fenómenos físicos directos que no alteran de forma permanente las propiedades

físicas, químicas, mecánicas o dimensionales de un material, parte o

componente sujeto a inspección.

5. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar estos ensayos?TIPO DE METODO: PARTÍCULAS MAGNÉTICAS   APLICACIONES:•Detección de discontinuidades en materiales ferromagnéticos de cualquier tipo,

en la superficie o cerca de ésta.

VENTAJAS:•Método simple, fácil, portable y rápido

DESVENTAJAS:•Las piezas deben ser limpiadas antes y desmagnetizadas después

•El flujo magnético debe ser normal al plano del defecto

TIPO DE MÉTODO: LÍQUIDOS PENETRANTES   APLICACIONES:•Detección de grietas superficiales en todos los metales

VENTAJAS:•Simple de usar, preciso y fácil de interpretar

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA