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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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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.
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El Dr. F.A. Firestone desarroll el primer
detector de defectos del tipo pulsoecoque requera acceso por un solo lado de
la muestra.
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W. C. Hitt Desarrolla el primersistema de inspeccin por medio deultrasonido empleando la tcnica de
inmersin
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9/59IMENDE A.C.
Los doctores Krautkramer producencomercialmente el primerinstrumento de inspeccinultrasnica para la deteccin de
defectos en vas ferreas
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Los avances en instrumentacin
y tecnologa electrnica hanpermitido la creacin de equiposde inspeccin ultrasnica rpidos
confiable y ligeros.
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EQUIPOS DE ULTRASONIDO
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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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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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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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ELEMENTOS ESENCIALES DE UNSISTEMA DE INSPECCIN POR
ULTRASONIDO Equipo electrnico de ultrasonido. Cable coaxial. Palpador.Material a inspeccionar.
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SISTEMA DE ULTRASONIDO
Equipo deultrasonido
Cablecoaxial
Palpador
Material ainspeccionar
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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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Deteccin, caracterizacin yevaluacin de discontinuidades
internas como pueden ser:- Laminaciones- Inclusiones
- Fracturas- Porosidades
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Deteccin, caracterizacin yevaluacin de discontinuidades
superficiales como pueden ser:
- Grietas por fatiga - Defectos de fabricacin - Daos por servicio
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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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Determinacin del grado y calidad dela adherencia en uniones bimetlicas
como pueden ser: Acero con Babbit. Acero con Stelitte.
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Determinacin del grado y calidad dela adherencia en uniones materialescompuestos como pueden ser:
Compuestos tipo panal
Plsticos sobre metales
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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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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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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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INTERPRETAR LA INDICACIN
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Alta sensibilidad para detectar pequeasdiscontinuidades.
Puede detectar reflectores de 10milmetros de dimetro a una
profundidad de 1 metro en acero
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Alta sensibilidad y resolucin.
Su capacidad para encontrarpequeos defectos lo hace unexcelente equipo de deteccin
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Alto poder de penetracin.
En acero y aluminio, tiene mayorpoder de penetracin que las fuentescomunes de radiografa o gamagrafa
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Buena resolucin.
Se pueden diferenciar lasindicaciones de dos discontinuidadescercanas entre s.
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Requiere acceso solo a unasuperficie de la pieza.
La radiografa requiere de accesopor dos lados de una pieza.
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VENTAJAS DE UT VS RT.
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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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LIMITACIONES
Baja velocidad de inspeccin
- Cuando se emplean mtodos derastreo manuales, la velocidad deinspeccin es menor que con sistemas
automatizados.
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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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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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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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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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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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Se requiere de un agente acoplante parala trasmisin del ultrasonido.
Es necesario eliminar la interfase:aire/material a inspeccionar.
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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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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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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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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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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.
CRITERIOS DE ACEPTACINCDIGO ASME BPV SECCIN
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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CRITERIOS DE ACEPTACINCDIGO ASME BPV SECCIN
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.
CRITERIOS DE ACEPTACINCDIGO ASME BPV SECCIN
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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CRITERIOS DE ACEPTACINCDIGO ASME BPV SECCIN
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)