12.4.1 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
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).
VT- INSPECCIÓN VISUAL
Aunque sea el más modesto, siempre se realiza como fase previa a otros Ensayos más sofisticados. Facilita el trabajo posterior y establece la secuencia de trabajo.
Es por tanto el más empleado por su sencillez, rapidez y economía de aplicación.
La inspección visual es el ensayo no destructivo por excelencia, ya que su agente físico, la luz, no produce daño alguno a la inmensa mayoría de los materiales.
La inspección visual es el primer paso de cualquier evaluación. En general, las Pruebas no Destructivas establecen como requisito previo realizar una inspección visual, normalmente lo primero que decimos es “déjame ver como está” (la apariencia de un objeto). la inspección visual es utilizada para determinar:
- Cantidad
- Tamaño
- Forma o configuración
- Acabado superficial
- Reflectividad (reflexión)
- Características de color
- A juste
- Características funcionales
- La presencia de discontinuidades superficiales
Procedimiento
- Iluminar el objeto a inspeccionar con luz.
- Inspeccionar bien por:
- Visión ocular directa
- Visión ocular utilizando medios auxiliares (lupas, microscopios, fibras ópticas, endoscopios etc.)
- Medios artificiales (células o captadores fotoeléctricos)
Ventajas
- Simple de usar en áreas donde otros métodos son impracticables
•Ayudas ópticas mejoran el método
Desventajas
- Fiabilidad dependiente de la habilidad y la experiencia del operario
•Requiere accesibilidad para visibilidad directa de la zona
La inspección visual es la técnica más antigua entre los Ensayos No Destructivos, y también la más usada por su versatilidad y su bajo costo.
En ella se emplea como instrumento principal, el ojo humano, el cual es complementado frecuentemente con instrumentos de magnificación, iluminación y medición.
Esta técnica es, y ha sido siempre un complemento para todos los demás Ensayos No Destructivos, ya que menudo la evaluación final se hace por medio de una inspección visual.
No se requiere de un gran entrenamiento para realizar una inspección visual correcta, pero los resultados dependerán en buena parte de la experiencia del inspector, y de los conocimientos que éste tenga respecto a la operación, los materiales y demás aspectos influyentes en los mecanismos de falla que el objeto pueda presentar.
Aunque no es regla general, algunas normas como las ASME y las AWS, exigen una calificación y certificación del personal que realiza la prueba de Inspección Visual, en donde se tienen muy en cuenta las horas de experiencia del individuo a certificar y la agudeza visual (corregida o natural) que éste pueda certificar.
Dentro de las normas de certificación de personal que involucran este ensayo se encuentran la ISO-9712 y la ANSI/ASNT CP-189.
Según los instrumentos que se utilicen como ayuda a la visión, y la distancia (o el acceso) que se tenga entre el inspector y el objeto de estudio, la Inspección Visual se puede dividir en dos grupos:
- Inspección Visual Directa
- Inspección Visual Remota
En la primera, la inspección se hace a una distancia corta del objeto, aprovechando al máximo la capacidad visual natural del inspector. Se usan lentes de aumento, microscopios, lámparas o linternas, y con frecuencia se emplean instrumentos de medición como calibradores, micrómetros y galgas para medir y clasificar las condiciones encontradas como se muestra en la figura 1.
Figura 1. Inspección visual.
http://www.calimet.com.mx/inspeccion-visual
La inspección visual remota se utiliza en aquellos casos en que no se tiene acceso directo a los componentes a inspeccionar, o en aquellos componentes en los cuales, por su diseño, es muy difícil ganar acceso a sus cavidades internas.
Este tipo de inspección es muy usada en la industria para verificar el estado interno de los motores recíprocos, las turbinas estacionarias, compresores, tuberías de calderas, intercambiadores de calor, soldaduras internas, tanques y válvulas entre otros.
En la industria aeronáutica la inspección visual remota es muy usada para la inspección interna de los motores a reacción. Mediante esta inspección se puede diagnosticar el estado de las cámaras de combustión, las etapas de compresión y las etapas de turbina, sin realizar grandes destapes o desensambles.
Se utilizan boroscópios rígidos o flexibles, videoscópios y fibroscópios (fibra óptica), con los cuales, mediante una sonda adaptada a una cámara digital, se puede llegar a la mayoría de las cavidades internas y lugares inaccesibles para el inspector.
En el mercado se pueden encontrar equipos con sondas de diferentes diámetros y diferentes longitudes, según la aplicación, y con grabación de vídeo y fotografía digital, lo cual permite guardar un registro de cada inspección realizada.
PT- INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES
- Objetivo
Este ensayo se utiliza para detectar discontinuidades abiertas a la superficie como por ejemplo, grietas, juntas, porosidades y traslapes.
- Aplicación
La prueba se puede aplicar en materiales metálicos, cerámicos y polímeros. El ensayo puede realizarse en instalaciones automatizadas de grandes dimensiones o en campo, utilizando equipos portátiles.
- Equipo Utilizado
El material utilizado para realizar el ensayo en campo está constituido por un solvente limpiador, un líquido llamado tinte o trazador y una suspensión de polvo en líquido llamado revelador.
- Procedimiento
El ensayo se inicia con la limpieza de la superficie a inspeccionar hasta obtener un área limpia, es decir, libre de grasa, aceite, pintura, herrumbre, salpicaduras de soldadura, escoria y suciedad, ya que estos contaminantes pueden obstaculizar la entrada del tinte a las discontinuidades como se muestra en la figura 2, Posteriormente, se procede a la aplicación del tinte por rociado, inmersión o con el uso de una brocha. Después de haber aplicado el tinte, se debe esperar unos minutos.
Figura 2. Ensayo por líquidos penetrantes
http://www.laboratoriogeocontrol.com/servicios/ensayo-de-materiales-y-suelos/
A continuación, la superficie de la pieza se debe limpiar con agua o con un paño impregnado en un solvente. Posteriormente, se aplica una capa fina y uniforme del revelador a la superficie de la pieza. La aplicación puede realizarse por rociado o por inmersión. Esta suspensión provoca la exudación del tinte hacia la superficie, lo cual produce una señal o indicación en el área de la discontinuidad. La extracción del tinte ocurre después de algún tiempo. Este tiempo de permanencia usualmente no es menor que siete minutos.
Con la finalidad de evitar errores de interpretación, los colores utilizados para el tinte y el revelador presentan siempre un fuerte contraste. Una combinación muy utilizada es el tinte de color rojo intenso y el revelador de color blanco.
- Resultados
Con este ensayo es posible conocer la existencia y la ubicación de los defectos superficiales, y obtener alguna información sobre su naturaleza y dimensiones. Además, con base en las dimensiones, las indicaciones pueden ser clasificadas de acuerdo con lo especificado en la norma ASTM E 433, Standard Reference Photographs for Liquid Penetrant Inspection ( Fotografías de Referencia Estandarizadas para la Inspección por Tintes Penetrantes).
Sobre la base de esta norma, las indicaciones pueden ser clasificadas en los tipos I y II. Las dimensiones en una indicación tipo I son iguales o, en caso de ser diferentes, una dimensión nunca es mayor que tres veces la otra. Por el contrario, en las indicaciones tipo II, una dimensión es al menos tres veces mayor que la otra. Por consiguiente, las indicaciones tipo I tienen forma de poro, mientras que las indicaciones tipo II tienen el aspecto de una grieta.
Cada uno de los tipos mencionados pueden ser clasificados en las clases A, B, C y D, dependiendo de la distribución de la indicación. La categoría A se refiere a la presencia de una sola indicación; la clase B identifica a múltiples indicaciones no alineadas, la clase C se refiere a múltiples indicaciones alineadas, es decir, organizadas en una línea recta o curva; la clase D identifica a las indicaciones ubicadas en la intersección de dos superficies, como por ejemplo, aquellas asociadas a roscas de tornillos, agujeros y esquinas.
El ensayo por tintes penetrantes también puede realizarse con un trazador fluorescente, el cual requiere de una lámpara negra o de rayos ultravioleta para la observación de las indicaciones. El procedimiento de limpieza y aplicación de tinte y solvente en este caso es igual que en el caso previo.
Clasificación de los líquidos penetrantes:
Norma IRAM-CNEA Y 500-1001 (1986)
| Por color. | Por solubilidad | |
| Lavables con agua. | 1 | Lavables con agua. |
| 2 | Postemulsificables. | |
| 3 | Removibles con solvente. | |
| Penetrante coloreado | 1 | Lavables con agua. |
| 2 | Postemulsificables. | |
| 3 | Removibles con solvente. | |
| Penetrante de uso dual. | 1 | Lavables con agua. |
| 2 | Postemulsificables. | |
| 3 | Removibles con solvente. |
Tabla 2. clasificación de los líquidos penetrantes
Removedores:
Se agrupan en tres clases:
1) agua
2) emulsionantes
- de base oleosa
- de base acuosa
3) disolventes
Reveladores:
Pueden ser:
1) Polvos secos.
2) Dispersiones y soluciones acuosas:
- a) dispersión de polvo en agua
- b) solución de polvo en agua.
3) Suspensión de polvo en disolventes volátiles no acuoso.
- A) no inflamable.
- b) inflamable
Principios físicos del ensayo:
Tensión superficial
La tensión superficial es la forma de cohesión de las moléculas de la superficie del líquido en función de la cual, a igualdad de volumen, asume la forma correspondiente a la mínima superficie compatible con el vínculo externo. La forma de la gota simplifica este concepto. La tensión superficial está definida como una fuerza que actúa sobre toda “saliente” en una superficie acabada.
Figura 2. Gráfica tensión
Mojabilidad o poder de humectación
Por mojabilidad se entiende a la propiedad de un líquido de expandirse adhiriéndose a la superficie de un sólido. Esta depende de la interacción del líquido con la fase sólida y gaseosa en la que se encuentra. La mojabilidad está estrechamente ligada a la tensión superficial, y está determinada por el ángulo “q“ de contacto con la superficie. Ver Fig. 3 en donde se muestran tres condiciones intermedias con q < 90°; q = 90°, q > 90°
Figura 3. Poder de humectación
Capilaridad
Se ha visto que la superficie de un líquido contenido en un recipiente presenta cierta curvatura en las fronteras del líquido y las paredes sólidas del recipiente. Sobre el resto de la superficie, conserva una forma plana. Pero si el tamaño total de la superficie es pequeño, toda la superficie del líquido “sentirá” la influencia de las paredes y este aparece curvo en toda su extensión. En este caso, cuando las dimensiones del recipiente en el que se encuentra el líquido, en el caso más general, si la distancia entre las superficies limitantes del líquido es comparable al radio de curvatura de su superficie, a estos recipientes se los llamará “capilares”. El desnivel obtenido podrá ser positivo o negativo, según el ángulo de contacto y la mojabilidad del líquido.
Figura 4. Angulo de contacto.
Descripción general del método
Actualmente la técnica de LP, se puede resumir en los siguientes pasos:
- Limpieza inicial y secado: Consiste en limpiar perfectamente la zona de interés a ser ensayada de tal forma de dejar, las posibles discontinuidades, libres de suciedad o materiales extraños y su posterior secado.
- Aplicación del Líquido Penetrante y Tiempo de penetración: Cubrir la superficie de interés con el LP y dejar transcurrir el tiempo necesario para permitir que el LP se introduzca por capilaridad en las discontinuidades
- Limpieza intermedia: Se removerá el exceso de LP de la superficie, evitando extraer aquel que se encuentra dentro de las fallas. Esta remoción, podrá hacerse, según la técnica empleada, mediante:
- a) lavado con agua.
- b) aplicando un emulsionante y posterior lavado con agua.
- c) mediante solventes.
- Secado (según la técnica): Se secará la pieza del agente limpiador. Este paso puede ser obviado según la técnica utilizada.
- Aplicación del revelador: Sobre la superficie ya preparada se colocará el revelador en forma seca o finamente pulverizada en una suspensión acuosa o alcohólica, que una vez evaporada, deja una fina capa de polvo.
- Inspección y evaluación: Esta fina capa de revelador absorberá el LP retenido en las discontinuidades, llevándolo a la superficie para hacerlo visible, ya sea por contraste o por fluorescencia (según la técnica empleada) las indicaciones podrán registrarse y evaluarse.
- Limpieza final: Aunque los agentes químicos utilizados no deberían ser corrosivos de los materiales ensayados, se eliminaran sus restos para prevenir posteriores ataques.
Figura 5. Muestra de líquido penetrante
MT- PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
- Objetivo:
El ensayo se utiliza para detectar defectos que se encuentren en la superficie y ligeramente por debajo de ella. Los defectos que pueden detectarse con esta técnica son: porosidades, grietas, inclusiones y defectos de soldaduras.
- Aplicación:
La prueba se puede aplicar sólo a materiales ferromagnéticos como el hierro y el acero. El ensayo se puede realizar en campo, ya que el equipo es portátil.
- Equipo utilizado:
Para realizar este ensayo se necesita una fuente de poder, una bobina y partículas de hierro en suspensión o en forma de polvo. Cuando se utiliza la suspensión, el procedimiento se llama método húmedo;cuando se usa el polvo, método seco.
- Procedimiento:
El ensayo se inicia haciendo pasar una corriente eléctrica directa o alterna por una bobina colocada alrededor de la pieza a ensayar. Este procedimiento convierte a la pieza en el núcleo de un electroimán, por lo cual se origina un campo magnético en su interior. Cuando las piezas son muy grandes, la magnetización se realiza por etapas.
A continuación, la pieza es sumergida en la suspensión de partículas de hierro. Algunas veces, la suspensión es vertida sobre la superficie de la pieza. En el método seco, las partículas de hierro son esparcidas sobre la pieza.
Finalmente, se examina la superficie para detectar indicaciones, es decir, la presencia de partículas de hierro adheridas a la superficie de la pieza debido al campo magnético presente, como se muestra en la figura 3.
Figura 3. Inspección por partículas magnéticas
http://testingend.com/sitio/servicios/particulas-magneticas/
Este método de Prueba No Destructiva, se basa en el principio físico conocido como magnetismo, el cual exhiben principalmente los materiales ferrosos como el acero y consiste en la capacidad o poder de atracción entre los metales. Es decir, cuando un metal es magnético, atrae en sus extremos o polos a otros metales igualmente magnéticos o con capacidad para magnetizarse.
Aplicaciones
- Detección de discontinuidades en materiales ferro-magnéticos 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.
El ensayo de Partículas Magnéticas es uno de los más antiguos que se conoce, encontrando en la actualidad, una gran variedad de aplicaciones en las diferentes industrias. Es aplicable únicamente para inspección de materiales con propiedades ferromagnéticas, ya que se utiliza fundamentalmente el flujo magnético dentro de la pieza, para la detección de discontinuidades.
Mediante este ensayo se puede lograr la detección de defectos superficiales y subsuperficiales (hasta 3 mm debajo de la superficie del material). El acondicionamiento previo de la superficie, al igual que en las Tintas Penetrantes, es muy importante, aunque no tan exigente y riguroso.
La aplicación del ensayo de Partículas Magnéticas consiste básicamente en magnetizar la pieza a inspeccionar, aplicar las partículas magnéticas (polvo fino de limaduras de hierro) y evaluar las indicaciones producidas por la agrupación de las partículas en ciertos puntos. Este proceso varía según los materiales que se usen, los defectos a buscar y las condiciones físicas del objeto de inspección.
Para la magnetización se puede utilizar un banco estacionario, un yugo electromagnético, electrodos o un equipo portátil de bobina flexible, entre otros. Se utilizan los diferentes tipos de corrientes (alterna, directa, semi-rectificada, etc.), según las necesidades de cada inspección. El uso de imanes permanentes ha ido desapareciendo, ya que en éstos no es posible controlar la fuerza del campo y son muy difíciles de manipular.
Para realizar la inspección por Partículas Magnéticas existen varios tipos de materiales que se pueden seleccionar según la sensibilidad deseada, las condiciones ambientales y los defectos que se quieren encontrar. Las partículas magnéticas pueden ser:
- Secas
· Fluorescentes
· Visibles (varios colores) - Húmedas
· Fluorescentes
· Visibles (varios colores)
Los métodos de magnetización y los materiales se combinan de diferentes maneras según los resultados deseados en cada prueba y la geometría del objeto a inspeccionar.
Principios Básicos
Cuando se estudia el comportamiento de un imán permanente, se puede observar que éste se compone por dos polos, Norte y Sur, los cuales determinan la dirección de las líneas de flujo magnético que viajan a través de él y por el espacio que lo rodea, siendo cada vez más débiles con la distancia.
Si cortamos el imán en dos partes, observaremos que se crean dos imanes nuevos, cada uno con sus dos polos, Norte y Sur, y sus correspondientes líneas de flujo magnético. Esta característica de los imanes es la que permite encontrar las fisuras abiertas a la superficie, y los defectos internos en una pieza, como se explicará a continuación.
La magnetización de un material ferromagnético se puede lograr mediante la inducción de un campo magnético fuerte, desde una fuente externa de magnetización (un electroimán), o mediante el paso de corriente directamente a través de la pieza. La fuerza del campo generado es resultado de la cantidad de corriente eléctrica que se aplique y el tamaño de la pieza, entre otras variables.
Una vez magnetizado el objeto de estudio, éste se comporta como un imán, es decir, se crean en él dos polos magnéticos Sur y Norte. Estos polos determinan la dirección de las líneas de flujo magnético, las cuales viajan de Norte a Sur.
Teniendo la pieza magnetizada (magnetización residual), y/o bajo la presencia constante del campo magnético externo (magnetización continua), se aplica el polvo de limadura de hierro seco, o suspendido en un líquido (agua o algún destilado del petróleo). Donde se encuentre una perturbación o una fuga en las líneas de flujo magnético, las pequeñas partículas de hierro se acumularán, formando la indicación visible o fluorescente, dependiendo del material usado.
La perturbación o fuga del campo magnético se genera por la formación de dos polos pequeños N y S en los extremos del defecto (fisura, poro, inclusión no-metálica, etc.). En la figura se muestra este efecto.
Al igual que en la mayoría de los Ensayos No Destructivos, en la inspección con Partículas Magnéticas intervienen muchas variables (corriente eléctrica, dirección del campo, tipo de materiales usados, etc.), las cuales deben ser correctamente manejadas por el inspector para obtener los mejores resultados. Por esta razón las normas MIL, ASTM, API, AWS y ASME entre muchas otras, y los manuales de mantenimiento de las aeronaves, exigen la calificación y certificación del personal que realiza este tipo de pruebas, con el fin de garantizar la confiabilidad de los resultados y así contribuir a la calidad del producto. Entre las regulaciones más conocidas de certificación de personal se encuentran: NAS-410, ISO 9712, SNT– TC–1A, ANSI/ASNT CP-189 y EN-473.
Equipos de Inspección Portátiles y Móviles
En el caso de las bobinas y de los yugos son capaces de realizar imantaciones longitudinales, pueden ser usados para la ejecución de métodos de imantación continuos y residuales, trabajan con partículas magnéticas fluorescentes y visibles.
ET- ELECTROMAGNÉTISMO
https://www.youtube.com/watch?v=Q4nDY7v-Oyc
La inspección por electromagnetismo nos sirve para detectar discontinuidades superficiales y subsuperficiales dependiendo de la frecuencia de inspección, consiste en la inducción de corrientes en el material através de una bobina o probeta de inspección, la misma que es excitada con una corriente alterna proveniente del equipo.
El Electromagnetismo, anteriormente llamado Corrientes de Eddy o de Foucault, se emplea para inspeccionar materiales que sean electroconductores, siendo especialmente aplicable a aquellos que no son ferromagnéticos. Esta técnica comienza a tener grandes aplicaciones, aun cuando ya tiene más de 50 años de desarrollo.
La inspección por Corriente de Eddy está basada en el efecto de inducción electromagnética. Su principio de operación es el siguiente:
Se emplea un generador de corriente alterna, con una frecuencia generalmente comprendida entre 500 Hz y 5.000 Hz. El generador de corriente alterna se conecta a una bobina de prueba, que en su momento produce un campo magnético. Si la bobina se coloca cerca de un material que es eléctricamente conductor, el campo magnético de la bobina, llamado primario, inducirá una corriente eléctrica en el material inspeccionado. A su vez, esta corriente generará un nuevo campo magnético (campo secundario), que será proporcional al primario, pero de signo contrario. En el momento en que la corriente de la bobina se vuelve cero, el campo magnético secundario inducirá una nueva corriente eléctrica en la bobina. Este efecto se repetirá cuantas veces la corriente cambie de fase (al pasar de positivo a negativo y viceversa). Como se muestra en la figura 4.
Figura 4. Inspección por electromagnetismo
http://www.ndtintegralsolutions.com/?page_id=604
Es predecible que el electromagnetismo se generará entre conductores adyacentes en cualquier momento en que fluya una corriente alterna. Por otra parte, las variaciones de la conductividad eléctrica, permeabilidad magnética, geometría de la pieza o de su estructura metalúrgica, causan modificaciones en la corriente inducida del material sujeto a inspección, lo que ocasionará que varíe su campo magnético inducido, hecho que será detectado por la variación del voltaje total que fluye en la bobina.
Antes de proseguir, es conveniente aclarar que para la detección de discontinuidades por Electromagnetismo, éstas deben ser perpendiculares a las corrientes de Eddy; adicionalmente, la indicación que se genere se modificará en la pantalla del instrumento de inspección, dependiendo de su profundidad y su forma.
Esta técnica cuenta con una amplia gama de alternativas, cada una con un objetivo específico de detección; por lo que antes de comprar un equipo a las sondas es necesario definir la forma del material que se va a inspeccionar, la localización y el tipo de discontinuidades que se deseen detectar y evaluar, con el fin de tener el equipo más versátil y adecuado para la inspección.
Requisitos para la Inspección por Electromagnetismo
Al igual que en las técnica ya descritas, antes de iniciar las pruebas con electromagnetismo, es conveniente revisar la siguiente información:
- Conocer la forma, así como las características eléctricas, metalúrgicas y magnéticas del material a inspeccionar, ya que de esto dependerá el tipo de frecuencia, la forma de la sonda y la variante de la técnica a utilizar y, en caso necesario, el medio de eliminar las posibles interferencias que se produzcan en la pieza.
- Si se trabaja bajo normas internacionales, los instrumentos de inspección, así como las sondas deben ser de los proveedores de las listas de proveedores aprobados o confiables publicados por ellas. En caso necesario, se solicita al proveedor una lista de qué normas, códigos o especificaciones de compañías satisfacen sus productos.
- Una vez seleccionado uno o varios proveedores, no es recomendable mezclar sus productos.
Secuencia de la Inspección
Las etapas básicas de esta técnica de inspección son:
Limpieza Previa: La importancia de este primer paso radica en que si bien los equipos de electromagnetismo pueden operar sin necesidad de establecer un contacto físico con la pieza, se pueden producir falsas indicaciones por la presencia de óxidos de hierro, capas de pintura muy gruesas o algún tipo de recubrimiento que sea conductor de la electricidad; en caso de que no se desee quitar las pinturas o recubrimientos, es recomendable que el patrón de calibración sea similar en el acabado superficial al de la parte sujeta a inspección.
Selección de la Sonda de Prueba: Este paso es tan crítico como la selección del instrumento empleado, porque de acuerdo a la variable sujeta a evaluación, se selecciona la sonda que se utilizará. Por este motivo, es necesario conocer las ventajas y desventajas y limitaciones de cada configuración.
La capacidad detección de una sonda es proporcional a:
- La magnitud de la corriente aplicada.
- La velocidad (frecuencia) de oscilación de la corriente.
- Las características de diseño de la sonda que incluyen: Inductancia, diámetro de enrollamiento, longitud de la bobina y número de espira.
Las sondas, según su arreglo se clasifican en dos grupos: absolutas y diferenciales.
Las sondas absolutas (o bobinas absolutas) se consideran como aquéllas que realizan la medición sin necesidad de una referencia directa o de un patrón de comparación. Este tipo de arreglo tiene aplicaciones en la medición de la conductividad, permeabilidad, dimensiones o dureza d ciertos materiales.
Sus principales ventajas son:
- Responde a cambios bruscos o progresivos de la característica que se mide.
- Cuando existe más de una indicación, éstas son relativamente fáciles de separar (interpretación sencilla).
- Puede detectar la longitud real de una discontinuidad.
Las principales limitaciones de este tipo de arreglo son:
- Son muy sensibles a cambios de temperatura (térmicamente son inestables).
- Registran cualquier variación de la distancia entre la bobina y la pieza (falsas indicaciones)
Las sondas diferenciales consisten en dos o más bobinas conectadas entre sí, pero con diferente dirección de enrollamiento. Este arreglo se pude dividir en dos grupos:
- a) Bobinas diferenciales autorreferidas: Este tipo de arreglo cuenta con una bobina que es la que realiza las mediciones y en un punto cercano (normalmente dentro del cuerpo del porta bobina) existe una segunda bobina con un núcleo (de ferrita o zirconio) y con el cual se balancea el equipo cuando se calibra el sistema.
- b) Bobinas diferenciales con referencia externa: Este arreglo tiene dos variantes. En el primer caso se coloca la bobina de referencia en el material que se desea inspeccionar; es decir, las bobinas se encuentran separadas físicamente. En el segundo arreglo, las bobinas de medición y referencia se colocan sobre el mismo objeto. Este arreglo tiene la ventaja que se reducen los efectos de variaciones por cambios de separación o por características de la pieza que se está inspeccionando.
Frecuencia de Prueba: La siguiente variable a controlar, una vez seleccionada la bobina, es la selección e la frecuencia de inspección. Esta normalmente será referida al valor de una penetración normal (standard depth penetration) del material; al tipo de discontinuidad que se espera localizar y a la profundidad a la que se encuentra.
Tipo de Calibración que se desea efectuar y selección del Patrón de Calibración o de Referencia: Los Instrumentos de pantalla osciloscópica pueden calibrarse para detectar fracturas superficiales como las que se muestran en la figura A o bien de cambios de conductividad eléctrica, como los mostrados en la figura B.
En términos generales, la pantalla de rayos catódicos muestra cómo la corriente de Eddy es afectada por la pieza. Si existe una fractura o una costura en la pieza, la corriente de Eddy se reduce. Esto es, las discontinuidades alteran el patrón observado en la pantalla. Existe la presentación por medio de escalas analógicas, en las que una aguja indica el valor de la lectura en una escala calibrada previamente; y también a través de pantallas digitales, en las que se lee un valor, que posteriormente se correlaciona con la variable a medir.
Interpretación de las indicaciones: En este último paso se debe ser cuidadoso en la interpretación de los resultados, bien sean por observación en pantalla o por lectura, ya que un cambio en las propiedades del material también afecta las lecturas y por este motivo la interpretación la debe realizar un Inspector con amplia experiencia en este tipo de trabajos.
Ventajas del Electromagnetismo
- Detecta y generalmente evalúa discontinuidades subsuperficiales en casi cualquier conductor eléctrico.
- En muchos casos, la inspección por Electromagnetismo puede ser completamente automatizada.
- Puesto que no requiere contacto directo, puede emplearse a altas velocidades para la inspección continua a bajo costo.
- Con esta técnica es posible clasificar y diferenciar materiales de aleaciones, tratamientos térmicos o estructura metalúrgica distintos, siempre y cuando presenten una diferencia significativa de conductividad.
- Es excelente para la inspección de productos tubulares, de preferencia fabricados con materiales no ferromagnéticos, como son los empleados en algunos tipos de intercambiadores de calor, condensadores o sistemas de aire acondicionado.
Limitaciones del Electromagnetismo
- Debe eliminarse de la superficie cualquier tipo de contaminación o suciedad que sea magnética o eléctricamente conductor.
- Generalmente la bobina de prueba debe diseñarse en especial para una pieza específica.
- La profundidad de la inspección esta limitada a aproximadamente 6 mm de penetración y depende de la frecuencia elegida para excitar el campo electromagnético y el tipo de material que se esté inspeccionando.
- Se requiere de gran entrenamiento para calibrar y operar adecuadamente el equipo de prueba.
- La señal es sensible a las diferencias en composición y estructura del material lo que enmascara pequeños defectos o proporciona indicaciones falsas.