informe 3 ciencia de materiales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

INTRODUCCION………………………………………………………………………………..3

MARCO TEORICO……………………………………………………………………………..4

CONTENIDO



REALIZACION DEL ENSAYO

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS ...………………………………………...……..10

PARA TINTES PENETRANTES…………………………………………………...10

PARA PARTICULAS MAGNETICAS………………………………………………11

PARA ENSAYO DE ULTRASONIDO……………………………………………...12

PROCEDIMIENTOS

PARA TINTES PENETRANTES…………………………………………………...15



PARA LAS PARTICULAS MAGNETICAS…………………………………….…..17

PARA EL ENSAYO DE ULTRASONIDO……………………………………….…18

CON EL MEDIDOR DE ESPESOR DE RECUBRIMIENTO…………………….20

OBSERVACIONES…………………………………………….……………………………...22

RECOMENDACIONES………………………………………….……………………………22

CONCLUSIONES………………………………………………….………………………….23

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………….24



INTRODUCCIÓN



Durante la actividad industrial, se requiere periódicamente supervisar o

monitorizar el estado de sanidad de diversas piezas o maquinas utilizadas en el

proceso de producción.



Esta supervisión debe realizarse utilizando los métodos económicamente

menos costosos para la empresa pero que proporcionen información confiable

del estado servible de la maquina o pieza analizada en la industria.

Efectivamente, los ensayos no destructivos son los más utilizados y los más

convenientes para realizar estas supervisiones ya que su aplicación no



requiere de mucha inversión económica y además proporciona información

relevante del estado de sanidad de las maquinarias utilizadas en la industria.

En el informe presentado se detallan los ensayos no destructivos; entre ellos,

el ensayo de líquidos penetrantes, el de partículas magnéticas y el de



ultrasonido, realizados a placas y perfiles metálicos los cuales mostraron

claramente las discontinuidades o fallas de los materiales aquí analizados.

Los ensayos fueron realizados con el objetivo de que los estudiantes conozcan

el modo de aplicación de cada uno de ellos y que aprecien su utilidad al



momento de hacer un mantenimiento a cierta pieza o maquinaria en la industria

en la cual se desempeñen.

Ensayo no destructivo

MARCO TEÓRICO



Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT

de nondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material

que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas,

mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño

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.



Se identifican comúnmente con las siglas: PND; y se consideran sinónimos a:

Ensayos no destructivos (END), inspecciones no destructivas y exámenes no

destructivos.

En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca

del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo,



suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no

implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos

buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material

analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los

ensayos destructivos.



La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales

se encuentra resumida en los tres grupos siguientes:

Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de

la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de

tensiones; detección de fugas.



Caracterización. Evaluación de las características químicas,

estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades

físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor

y trazado de isotermas.

Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo

lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.



La clasificación de las pruebas no destructivas se basa en la posición en donde

se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se

clasifican en:



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).

Pruebas no destructivas volumétricas

Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad interna de los

materiales inspeccionados. Los métodos de PND volumétricos son:



RT – Radiografía Industrial

UT – Ultrasonido Industrial

AE – Emisión Acústica



Estos métodos permiten la detección de discontinuidades internas y sub-

superficiales, así como bajo ciertas condiciones, la detección de

discontinuidades superficiales.

INSPECCIÓN POR LÍQUIDOS PENETRANTES



La inspección por líquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo

que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la

superficie de los materiales examinados. Generalmente se emplea en

aleaciones no ferrosas, aunque también se puede utilizar para la inspección de

materiales ferrosos cuando la inspección por partículas magnéticas es difícil de

aplicar. En algunos casos se puede utilizar en materiales no metálicos. El



procedimiento consiste en aplicar un líquido coloreado o fluorescente a la

superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera

existir debido al fenómeno de capilaridad. Después de un determinado tiempo

se elimina el exceso de líquido y se aplica un revelador, el cual absorbe el

líquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador

se delinea el contorno de éstas.



Las aplicaciones de esta técnica son amplias, y van desde la inspección de

piezas críticas como son los componentes aeronáuticos hasta los cerámicos

como las vajillas de uso doméstico. Se pueden inspeccionar materiales

metálicos, cerámicos vidriados, plásticos, porcelanas, recubrimientos

electroquímicos, entre otros. Una de las desventajas que presenta este método

es que sólo es aplicable a defectos superficiales y a materiales no porosos.



http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File:Ressuage_principe_2.svg&page=1



1. Corte de un material que presenta una grieta.

2. La superficie del material se cubre con penetrante.

3. Se elimina el exceso de penetrante.

4. Se aplica el revelador, volviéndose visible el defecto



INSPECCIÓN POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

La inspección por partículas magnéticas es un tipo de ensayo no destructivo

que permite detectar discontinuidades superficiales y sub superficiales en

materiales ferromagnéticos El principio de este método consiste en que cuando

se induce un campo magnético en un material ferromagnético, se forman

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9tico



distorsiones en este campo si el material presenta una zona en la que existen

discontinuidades perpendiculares a las líneas del campo magnetizables, por lo

que éstas se deforman o se producen polos. Estas distorsiones o polos atraen

a las partículas magnetizables que son aplicadas en forma de polvo o

suspensión en la superficie a examinar y por acumulación producen las

indicaciones que se observan visualmente de forma directa o empleando luz

http://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Polvo



ultravioleta. Sin embargo los defectos que son paralelos a las líneas del campo

magnético no se aprecian, puesto que apenas distorsionan las líneas del

campo magnético.



INSPECCIÓN POR ULTRASONIDO



Equipo portátil de inspección por ultrasonidos. A la derecha del equipo, unido

por un cable, se puede observar el palpador (en donde se aloja el transductor).



La inspección por ultrasonido se define como un procedimiento de inspección

no destructivo de tipo mecánico, y su funcionamiento se basa en la impedancia

acústica, la que se manifiesta como el producto de la velocidad máxima de

propagación del sonido y la densidad del material. Cuando se inventó este

procedimiento, se medía la disminución de intensidad de energía acústica

cuando se hacían viajar ondas supersónicas en un material, requiriéndose el

http://es.wikipedia.org/wiki/Supers%C3%B3nico

http://es.wikipedia.org/wiki/Material

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%BAstica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ensayos_no_destructivos



empleo de un emisor y un receptor. Actualmente se utiliza un único aparato que

funciona como emisor y receptor, basándose en la propiedad característica del

sonido de reflejarse al alcanzar una interface acústica.

http://es.wikipedia.org/wiki/Interfase

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Receptor

http://es.wikipedia.org/wiki/Emisor



Los equipos de ultrasonido que se utilizan actualmente permiten detectar

discontinuidades superficiales, subsuperficiales e internas, dependiendo del

tipo de palpador utilizado y de las frecuencias que se seleccionen dentro de un

rango que va desde 0.25 hasta 25 MHz. Las ondas ultrasónicas son generadas

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_(f%C3%ADsica)



por un cristal o un cerámico piezoeléctrico denominado transductor y que tiene

la propiedad de transformar la energía eléctrica en energía mecánica y

viceversa. Al ser excitado eléctricamente el transductor vibra a altas

frecuencias generando ultrasonido. Las vibraciones generadas son recibidas

por el material que se va a inspeccionar, y durante el trayecto la intensidad de

la energía sónica se atenúa exponencialmente con la distancia del recorrido. Al

http://es.wikipedia.org/wiki/Piezoel%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cristal



alcanzar la frontera del material, el haz sónico es reflejado, y se recibe el eco

por otro (o el mismo) transductor. Su señal es filtrada e incrementada para ser

enviada a un osciloscopio de rayos catódicos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_cat%C3%B3dicos

http://es.wikipedia.org/wiki/Osciloscopio



MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

Para tintes penetrantes:

REALIZACION DEL



Pieza metálica.



Líquidos: revelador, limpiador, penetrante (respectivamente en la

imagen).



Guaipe



Para partículas magnéticas:



Magnaflux

Tipo de maquina: generador de corriente C/A

Marca de la maquina: Sonoflux

Modelo: AH-7

Serial: 2014



Partículas magnéticas



PROCEDIMIENTOS



TINTES PENETRANTES

1. Se seleccionan las piezas con posibles fallas, para que puedan

realizarse las pruebas en ellas, obviamente habiendo preestablecido un

lugar con mucha ventilación, debido al olor fuerte que producen los



tintes. Al estar estas ya seleccionadas, se procede a limpiar con el

guaipe, agregándole un poco de tiner.



2. Siguiente paso es mover el spray del tinte penetrante, para que este se

haga homogéneo, para luego rosear por donde se cree haber detectado



la falla, y dejar entre 10-15 min aproximadamente reposar para que este

se adhiera a la superficie, limpiando el líquido en exceso.



3. Una vez dejado reposar, se procede a echar el tinte limpiador en la

pieza.



4. Finalmente habiendo ya echado el penetrante y el limpiador en la pieza,

se le rosea el revelador para observar de este modo la falla.



PARTICULAS MAGNETICAS



1. Se selecciona los materiales a imantar, en este caso utilizaremos óxido

de hierro.

2. Una vez ya seleccionados, se procede a imantarlos con el equipo

Magnaflux requerido para este ensayo, de la misma forma como se

observa en la imagen, y se verificará que el objeto está imantado

cuando salgan chispas. Aquí también observar el marcador del equipo.



3. Una vez ya imantadas las piezas, se procede a esparcir sobre ella las

partículas magnéticas, eliminando o limpiando aquellas que estén de

sobra.



4. Luego de haber esparcido las partículas, se observará como estas

quedan impregnadas en las discontinuidades.



5. Por último se procede a desimantar las piezas mediante el mismo modo

en que se las imantó.



OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES



En las piezas donde se realizó el ensayo con los tintes penetrantes, ya

se conocía el lugar de las fallas, por lo que fue fácil su aplicación, sin

embargo sino se hubiese sabido se necesitaba de otros conocimientos y

experiencia para poder detectarlos.



Al realizar el ensayo de partículas magnéticas no se vio el amperaje al

momento de imantar, pero se aproximó en un intervalo de 250-300

amperios.

En el ensayo de los tintes penetrantes es importante tener la superficie

del material a chequear, limpio de cualquier impureza.



Realizar el ensayo en un lugar abierto ya que los líquidos que se usa

para la limpieza de los materiales son muy volátiles.

Antes de usar el aparato de ultrasonido debemos verificar que este bien

calibrado.

Antes de imantar la pieza debemos verificar que esté limpio.



Se puede observar que los defectos de las piezas pueden ser visibles a

simple vista.

Este método sirve también para verificar si el material tiene poros.

La mala limpieza del material puede llevar a la confusión de fallas que

no son del material.



Para el ensayo con partículas magnéticas usamos un campo

perpendicular las fallas.

CONCLUSIONES



Se verifica que el ensayo de tintes es muy efectiva en el momento de

encontrar fallas, porosidad, asperezas como otros y lo mejor es que

utilizar este ensayo es muy barato por el lado económico.

Se puede encontrar una desventaja ya que este ensayo solo puede ser

capaz de detectar fallas superficiales.



Se comprueba que el ensayo con partículas magnéticas las partículas

ferromagnéticas se incrustan dentro del material en las fallas

perpendicular al campo magnético generado.



BIBLIOGRAFÍA



William F. Smith. “Fundamentos de ciencia e ingeniería de materiales”, Editorial

McGrawHill, 1998.

Donald Askeland, “Ciencia e Ingeniería de los Materiales”. Editorial Thomson

Editores, 3era edición, 1998.

William Callister, “Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales”,

Editorial Reverté S.A



MATERIALES DE FABRICACION I: Ensayos mecánicos / Calle Sotelo

informe 3 ciencia de materiales

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