Ultrasonido

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PRACTICA. ULTRASONIDO

I. OBJETIVO.

Detectar discontinuidades superficiales e Internas en materiales, soldaduras, componentes y partes fabricadas, para así prevenir posibles fallos o paros de línea.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

III. ULTRASONIDO.Este método se basa en la medición de la propagación del sonido en el medio que constituye la pieza a analizar y tiene aplicación en todo tipo de materiales. Sus distintas técnicas permiten su uso en dos campos de ensayos no destructivos: Control de calidad y Mantenimiento preventivo, siendo en esta última especialidad muy utilizados en la aeronáutica por su precisión para determinar pequeña s fisuras de fatiga en, por ejemplo, trenes de aterrizaje, largueros principales, blocks de motores, bielas, etc. La manifestación de estas y otro tipo de fallas es la INTERPRETACION, generalmente en un osciloscopio, lo cual lo distingue de otros métodos, ya que no nos presenta un cuadro directo de las fallas, como en el caso de las películas radiográficas. Esto trae aparejado que los resulta dos de este ensayo no constituyan de por si un DOCUMENTO OBJETIVO sino una INFORMACION SUBJETIVA, cuya fidelidad no puede Comprobarse sin recurrir, a menudo, a otros medios. Por lo tanto requiere un conocimiento profundo, tanto de las bases del método como del dominio de la técnica, por parte del operador.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ACÚSTICA (TÉRMINOS) Oscilación (ciclos): Es el cambio periódico de la condición o el comportamiento de un cuerpo. Onda: Es una propagación de una oscilación y sucede cuando las partículas de un material oscilan transmitiendo su vibración a la adyacente. Periodo (T): Tiempo necesario para llevar a cabo una oscilación. Frecuencia (f): Es la inversa del período. Amplitud (A): Es la máxima desviación de oscilación, si esta es constante en el tiempo la oscilación se considera como desamortiguada (para materiales perfectamente elásticos), en cambio si esta decrece con el tiempo, la oscilación se considera como amortiguada, en este caso la disminución de dicha amplitud se debe a la disipación de energía (cuando los materiales no son perfectamente elásticos). Amortiguación o Atenuación: es el decremento en el tiempo de la amplitud de una oscilación.

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Velocidad de propagación: Es la velocidad a la que se propaga la onda que, en nuestro caso, es la velocidad del sonido (C), esta depende de las propiedades del material que hace de medio (las cuales se muestran más adelante)Longitud de onda (λ): Es la distancia entre dos puntos adyacentes de condición de oscilación equivalente mirando en la dirección de propagación. SI el fenómeno se propaga con una velocidad V entonces se tiene que:

Λ = v * t

Frente de onda: Es el lugar geométrico en que los puntos del medio son alcanzados en un mismo instante por una determinada onda. Dada una onda propagándose en el espacio o sobre una superficie, los frentes de ondas pueden visualizarse como superficies o líneas que se desplazan a lo largo del tiempo alejándose de la fuente sin tocarse. TIPOS DE ONDAS ULTRASÓNICAS Se clasifican en: Ol. Onda longitudinal: se propaga en tres medios. OT. Onda transversal: se propaga en sólidos únicamente. OR. Onda Rayleigh: se propaga en sólidos únicamente

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Onda senoidal.



Impedancia acústicaResistencia del medio a la vibración acústica de las partículas.

Generación de ondas ultrasónicas. Para generar existen varios métodos. Para el ultrasonido se hace uso de cristales piezoeléctricos o de materiales cerámicos ferro eléctrico. Piezoelectricidad: propiedad de algunos cristales como el cuarzo de convertir energía eléctrica en energía mecánica vibratoria y viceversa. Cuarzo para altas frecuencias, mayores de 10 mhz. Ferro electricidad: propiedad de algunos materiales cerámicos previamente polarizados de comportarse como los cristales piezoeléctricos. Ejemplo: titanito de bario, sulfato de litio. Forma y característica del haz

n = d2/4l = d2f/4v sen g = 1.22 v/f d d: diámetro del cristal. v: velocidad. f: frecuencia. l: longitud de onda.

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Palpadores o transductores. Tipos: a. incidencia normal. b. incidencia angular.

Palpadores con: 1. un solo cristal emisor y receptor. 2. doble cristal, uno emisor y otro receptor. 3. múltiples cristales para aplicaciones especiales.

Agentes acoplantesEs un medio fluido que permite que el ultrasonido pase del palpador al material de ensayo. Los medios de acople pueden Ser: grasa, aceite, vaselina, agua. A mayor rugosidad mayor viscosidad del acoplante. Técnicas de ensayo - transmisión. - resonancia. - Pulso - eco. Ventaja: Puede detectar discontinuidades muy cercanas a la superficie. Desventajas:No ubica la discontinuidad. Requiere acceso a las dos superficies.

Resonancia: Se consigue que haya resonancia entre un material y el palpador. El palpador es de frecuencia variable, la cual se varía hasta hallar la de resonancia. Es utilizado para la detección de discontinuidades externas del material, también para la medición de espesores. Pulso – eco: Se emiten pulsos de ultrasonido y se esperan reflexiones las cuales pueden proceder de superficies posteriores (palpadores normales) o de discontinuidades, por lo tanto en un osciloscopio mediante el principio piezoeléctrico aparecen ecos de fondo para cada reflexión. Ventajas:Requiere acceso a una superficie únicamente Ubica la discontinuidad. Desventaja: No detecta discontinuidades muy cercanas a la superficie. Aplicaciones:Medición de espesores. Detección de fallas: 1. examen de piezas fundidas. 2. examen de piezas forjadas. 3. examen de soldaduras. 4. caracterización de materiales.

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Ventajas del ensayo ultrasónico.1. Mayor poder de penetración. 2. Acceso a una superficie. 3. Ausencia del peligro para el operario. 4. Portátil.

DesventajasTiene problemas con piezas de geometría complicada.

CRITERIO DE ACEPTACION Y RECHAZO POR ULTRASONIDO (UNIONES NO TUBULARES)

Espesor de la soldadura * en mm y en ángulo del palpador.

Clase de Severidad de la Discontinuidad.

>8 >20<19 <38+5 menor+2 menor

>38 <6570° 60° 45°-2 y menor+1 y menor+3 y menor

>65 <10070° 60° 45°-5 menor-2 menor0 y menor

Clase A +5 y menor+2 y menor

-2 y menor-1 y menor +3 y menor

-5 menor-2 menor0 menor

Clase B +6+3

-1 +4 +6 0 +3 +5

-4 -1 +1-3 0 +2

Clase C +7+4

+1 +4 +6+2 +5 +7

-2ª +1 +3+2 +2 +4

Clase D +8 y mayor+5 y mayor

+3 y mayor+6 y mayor

+3 y mayor+3 y mayor

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IV. MATERIAL Y EQUIPO UTILIZADO

Cantidad

Descripción

1 Placa con un cordón de soldadura

1 Equipo de Ultrasonido

1 Transductor

1 Trapo con solvente.

V. PROCEDIMIENTO.

1. Hacer una limpieza Íntegra a la pieza, con el fin de eliminar todo rastro de escoria de la misma, para no tener indicaciones falsas en la inspección, se pueden utilizar cepillos de alambre y algunos limpiadores.

2. Se coloca el transductor en el área adecuada en referencia al cordón de soldadura.

3. Se observan e interpretan los resultados de acuerdo a la siguiente tabla.

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VI. RESULTADOS.

Fig. 1 Limpieza de la pieza Fig. 2 Aplicación de las partículas magnéticas.

Fig. 3 Resultados de la prueba

VII. CONCLUSIONES.

Acorde a los resultados que se obtuvieron con el equipo de medición y la comparativa con la tabla de la página anterior se llega a la conclusión de que la soldadura no se aplicó correctamente y es necesario volver a realizar dicho trabajo.

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VIII. ANEXOS.

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INFORME: FECHA DE EXAMINACION:

HOJA:

CLIENTE:

IDENTIFICACIÓN ITEM:

MATERIAL ITEM: ESPESOR ITEM:

EQUIPO DE PRUEBA: CORRIENTE DE MAGNETIZACIÓN:

PROCEDIMIENTO Y REVISIÓN:

ESTÁNDAR DE ACEPTACIÓN:

PARTICULAS MAGNÉTICAS: VISIBLE FLUORESCENTE SECAS HUMEDAS

EQUIPO DE ILUMINACIÓN:

RESULTADO DE LA INSPECCIÓN

ITEMS INSPECCIONADOS

INDICACIONES EVALUACIÓN

OBSEVACIONES:

EXAMINADO POR: NIVEL:

FIRMA

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REPORTE DE ULTRASONIDO

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