Cap v Ultrasonido Industrial

8/10/2019 Cap v Ultrasonido Industrial

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Instituto Mexicano de Ensayos No

Destructivos, A.C.

IMENDE A.C.

ULTRASONIDO INDUSTRIAL


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IMENDE A.C.

DEFINICIN Y PROPSITO DE

LA INSPECCIN ULTRASNICA Es un ensayo no destructivo de tipo

mecnico y volumtrico, diseado para

detectar variaciones en la constitucin ola estructura interna de un material.


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IMENDE A.C.

PRINCIPIOS DEL ULTRASONIDO

INDUSTRIAL Se basa en la capacidad del material

para trasmitir el sonido y la interaccin

del sonido con el material que estasiendo inspeccionado.


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IMENDE A.C.

La interpretacin de las interaccionesentre el material y las ondas ultrasnicas

nos permite determinar: La sanidad del material El espesor del material. Las variaciones de la estructura

interna del material.


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IMENDE A.C.

ANTECEDENTES HISTRICOS

DEL ULTRASONIDO Percusin de ruedas del ferrocarril con

un martillo.

Es un mtodo acstico, en el cual eltono del sonido obtenido indicaba la

sanidad del metal, era nicamentecualitativo.


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IMENDE A.C.

En la dcada de los 20s, cientficos deRusia y de Alemania se dedicaron al

estudio y desarrollo de tcnicas deinspeccin no destructiva empleandoondas ultrasnicas.


7/59IMENDE A.C.

El Dr. F.A. Firestone desarroll el primer

detector de defectos del tipo pulsoecoque requera acceso por un solo lado de

la muestra.


8/59IMENDE A.C.

W. C. Hitt Desarrolla el primersistema de inspeccin por medio deultrasonido empleando la tcnica de

inmersin


9/59IMENDE A.C.

Los doctores Krautkramer producencomercialmente el primerinstrumento de inspeccinultrasnica para la deteccin de

defectos en vas ferreas


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IMENDE A.C.

Los avances en instrumentacin

y tecnologa electrnica hanpermitido la creacin de equiposde inspeccin ultrasnica rpidos

confiable y ligeros.


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IMENDE A.C.

EQUIPOS DE ULTRASONIDO


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IMENDE A.C.

DEFINICIN DE ULTRASNIDO

Son vibraciones mecnicas producidaspor un oscilador que se transmiten en

un medio elstico (slido, lquido o gas),a una frecuencia mayor a 20,000 c/s Hertz; que es superior al rango audible

humano.


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IMENDE A.C.

ESPECTRO ACSTICO.

Se puede dividir en tres zonasclaramente definidas por la

frecuencia:

Zona infrasnica: 1 a 16 hz. Zona audible: 16 hz. a 20 Khz. Zona ultrasnica: mayor a 20 Khz.


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IMENDE A.C.

GENERACIN DE UNA ONDA

ULTRASNICA. Existen varias formas de generar una

onda ultrasnica;

- Una de ellas es por medio de unoscilador mecnico (cristal

piezoelctrico), que trasmite la vibracinal objeto que inspeccionamos


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IMENDE A.C.

ELEMENTOS ESENCIALES DE UNSISTEMA DE INSPECCIN POR

ULTRASONIDO Equipo electrnico de ultrasonido. Cable coaxial. Palpador.Material a inspeccionar.


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IMENDE A.C.

SISTEMA DE ULTRASONIDO

Equipo deultrasonido

Cablecoaxial

Palpador

Material ainspeccionar


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IMENDE A.C.

APLICACIONES INDUSTRIALES

DEL ULTRASONIDO En la mayora de las aplicaciones

industriales del ultrasonido; se mide

el tiempo de recorrido de la ondaultrasnica en un medio y laatenuacin en la intensidad de la

energa snica.


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IMENDE A.C.

Deteccin, caracterizacin yevaluacin de discontinuidades

internas como pueden ser:- Laminaciones- Inclusiones

- Fracturas- Porosidades


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IMENDE A.C.

Deteccin, caracterizacin yevaluacin de discontinuidades

superficiales como pueden ser:

- Grietas por fatiga - Defectos de fabricacin - Daos por servicio


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IMENDE A.C.

Monitoreo de daos por servicio, comopuede ser:

- Medicin de espesores de pared.

- Extensin y profundidad de los daospor corrosin o erosin en la pared internade un material.

- Extensin de los daos por hidrgeno


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IMENDE A.C.

Determinacin del grado y calidad dela adherencia en uniones bimetlicas

como pueden ser: Acero con Babbit. Acero con Stelitte.


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IMENDE A.C.

Determinacin del grado y calidad dela adherencia en uniones materialescompuestos como pueden ser:

Compuestos tipo panal

Plsticos sobre metales


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IMENDE A.C.

VENTAJAS Y LIMITACIONES

El ultrasonido es complementariocon la radiografa; al compararlo conotros mtodos de inspeccinpodemos ver las siguientes ventajas

y limitaciones:


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IMENDE A.C.

VENTAJAS

Las indicaciones pueden serinterpretadas en tiempo real.

En el caso de la radiografa se debeesperar el procesamiento de la

pelcula


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IMENDE A.C.

Mayor sensibilidad y exactitud aldeterminar la posicin, dimensin y

orientacin de una discontinuidad

La radiografa solo permite ver en

dos dimensiones la discontinuidad


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IMENDE A.C.

INTERPRETAR LA INDICACIN


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IMENDE A.C.

Alta sensibilidad para detectar pequeasdiscontinuidades.

Puede detectar reflectores de 10milmetros de dimetro a una

profundidad de 1 metro en acero


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IMENDE A.C.

Alta sensibilidad y resolucin.

Su capacidad para encontrarpequeos defectos lo hace unexcelente equipo de deteccin


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IMENDE A.C.

Alto poder de penetracin.

En acero y aluminio, tiene mayorpoder de penetracin que las fuentescomunes de radiografa o gamagrafa


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IMENDE A.C.

Buena resolucin.

Se pueden diferenciar lasindicaciones de dos discontinuidadescercanas entre s.


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IMENDE A.C.

Requiere acceso solo a unasuperficie de la pieza.

La radiografa requiere de accesopor dos lados de una pieza.


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IMENDE A.C.

VENTAJAS DE UT VS RT.


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IMENDE A.C.

No requiere condiciones especiales deseguridad.

- En el caso de la radiografa existe elriesgo de la radiacin ionizante.

- No presenta riesgos a la salud delos inspectores.


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LIMITACIONES

Las limitaciones mas importantes en elultrasonido se presentan cuando se

opera de forma manual; pero tambinexisten limitaciones por las leyes fsicasaplicables al ultrasonido


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IMENDE A.C.

LIMITACIONES

Baja velocidad de inspeccin

- Cuando se emplean mtodos derastreo manuales, la velocidad deinspeccin es menor que con sistemas

automatizados.


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IMENDE A.C.

Requiere personal con preparacintcnica y experiencia.

- La interpretacin de las indicacionesrequiere la experiencia del inspector para

reconocer los diferentes tipos de sealesy sus significado


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IMENDE A.C.

El acabado superficial afecta la calidad dela inspeccin.

Con las tcnicas comunes la sealpuede distorsionarse o hacer muy

difcil la interpretacin de lasindicaciones


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IMENDE A.C.

Se dificulta la inspeccin cuando lamicroestructura metalrgica es muy

burda.

El tamao de grano afecta la calidad

de la seal que se recibe durante lainspeccin.


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IMENDE A.C.

Es difcil inspeccionar piezas de formacompleja.

El problema es asegurar que elultrasonido atraviesa todo el material

y evitar la presencia de falsasindicaciones


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IMENDE A.C.


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IMENDE A.C.

Es difcil inspeccionar materiales muydelgados o detectar discontinuidades

cercanas a la superficie de inspeccin.

La causa principal es la presencia del

campo muerto de los transductores.


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IMENDE A.C.

Se requiere de un agente acoplante parala trasmisin del ultrasonido.

Es necesario eliminar la interfase:aire/material a inspeccionar.


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IMENDE A.C.

El costo del equipo, los accesorios y sumantenimiento es alto.

Los equipos y sus accesorios soncaros y requieren de mantenimiento y

cuidados peridicos.


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IMENDE A.C.

Se requiere de bloques de calibracin yde comparacin.

Se requiere de diferentes juegos debloques para realizar las inspecciones

segn el cdigo aplicable.


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IMENDE A.C.

El equipo de ultrasonido industrial es unexcelente detector (muy sensible para

encontrar las discontinuidades), pero esun mal analizador (la interpretacin delas indicaciones vara segn laexperiencia del inspector).


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IMENDE A.C.

1) Seleccin de palpador(es).2) Seleccin del instrumento

ultrasnico.

3) Seleccin de los bloques de prueba.

4) Calibracin del sistema.

Bloque de calibracin (EHP) Bloque de referencia (EVP)

SECUENCIA DE UT


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SECUENCIA DE UT

5) Compensacin de prdidas por

Transferencia.

6) Decibeles para barrido.7) Exploracin o barrido.

8) Interpretacin y evaluacin.9) Registro de indicaciones.


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IMENDE A.C.

REQUISITOS DE INSPECCINPARA RECIPIENTES A PRESIN

CDIGO ASME SECCIN V

Artculo 4 Mtodos de examinacin ultrasnica

para la inspeccin en servicio.

Artculo 5 Mtodos de examinacin ultrasnicapara materiales y fabricacin.


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IMENDE A.C.

REQUISITOS DE INSPECCINPARA RECIPIENTES A PRESIN

Normas Mexicanas

NMX-B-011 Mtodo de inspeccinultrasnica de tubos

metlicos. NMX-B-012

Mtodo de inspeccinultrasnica para soldadura longitudinal ohelicoidal de tubos soldados.


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IMENDE A.C.

CRITERIOS DE ACEPTACINCDIGO ASME BPV SECCIN

VIII DIVISIN 1. Apndice 12

Examinacin ultrasnica de

soldaduras (UT).


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IMENDE A.C.


VIII 12-3 Estndar de aceptacin y rechazo.

Las imperfecciones que produzcanuna respuesta mayor al 20% del nivelde referencia deben ser investigadas

para determinar su forma, identidad,localizacin y evaluacin.


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IMENDE A.C.


VIII DIVISIN 1. 12-3 Estndar de aceptacin y rechazo.

(a) Las indicaciones que seancaracterizadas como grietas, faltas defusin o penetracin incompleta, son

inaceptables sin importar su longitud.


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IMENDE A.C.


VIII DIVISIN 1.

(b) Otras imperfecciones son inaceptables si suindicacin excede el nivel de amplitud de

referencia y su longitud excede:

1) 1/4 (6 mm) para t de hasta 3/4 (19mm).

2) 1/3 t para t desde 3/4 a 2 1/4 (19 a57 mm). 3) 3/4 para t mayor de 2 1/4 (57 mm).


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IMENDE A.C.


VIII DIVISIN 1.

Donde t es el espesor de la soldadura

excluyendo cualquier refuerzo permitido.

Para una unin a tope donde los dosmiembros tienen diferente espesor, t,

es el espesor ms delgado de los dosmiembros.


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16% de rechazo.

Tipos de discontinuidades:

a) Faltas de fusin.

b) Penetracin incompleta.

DISCONTINUIDADES DETECTADAS ENRECIPIENTES A PRESIN

(Segn nuestros archivos 2000)

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