Curso Partículas Magnéticas

CURSO DE PARTICULAS MAGNETICASDe acuerdo a la Practica Recomendada SNT-TC-1A y estndar ISO-9712

Carlos Ernesto Vlez O. MSc de Ensayos No-Destructivos Nivel III. PCN 207724

PARTCULAS MAGNTICAS

Introduccin. Ventajas. Desventajas.

PROPIEDADES FSICAS DEL MAGNETISMO

DOMINIOS MAGNETICOS

EVALUACIONResponda Falso o Verdadero1234567El mtodo MPI solo detecta discontinuidades superficiales. El polo norte de un imn suspendido apuntar hacia el polo sur de la tierra. Polos iguales se atraen y los opuestos se repelen. El magnetismo tiene su origen en el ncleo del tomo. Una barra magntica tiene un campo bipolar. Un imn fuerte cuando es rozado o friccionado con un acero ferromagntico no afectar el acero. Los grandes arreglos magnticos con tomos de un mismo spin se denominan dominios.

PROPIEDADES MAGNETICAS DE LOS MATERIALESFerromagnetismo.

Paramagnetismo.

Diamagnetismo.

EVALUACIONResponda Falso o Verdadero1-

23-

456-

Los materiales diamagnticos son fuertemente magnticos. Los materiales ferromagnticos pueden ser magnetizados. El platino, el cobre el paladio y el oro pueden ser examinados por defectos en la superficie por partculas magnticas. El paramagnetismo describe una clase de material que es magnetizable. El magnetismo residual est asociado con materiales no magnticos. La alineacin de los dominios est asociada con los materiales magnticos.

EVALUACIONResponda Falso o Verdadero789101112Los materiales Dia y Paramagnticos son fcilmente magnetizables. Los materiales ferromagnticos son fcilmente magnetizados. Un material duro no retendr el magnetismo residual. El material magntico suave no retendr el magnetismo residual. Los dominios desalineados se relacionan con un material que es magnetizado. El magnetismo puede ser removido de un imn, calentndolo por encima del punto de Curie, el cual para todos los aceros es de 565 grados centgrados.

MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD

x* V ! xt

* ! LI

FUERZA MAGNETIZADORAEXCITACIN MAGNETICA

PP r 1 2 1 F ! 2 4TQr

Pr1 F! !H 2 4TQr

FLUJO MAGNETICO

*!

BdS

B ! QH

B ! Q 0 G m H 1

Q ! Q0 Q r ! Q0 G m 1

LA PERMEABILIDAD MAGNETICA

B Q! HQ Qr ! Q0

Q 0 ! 4T .10 H / m

7

(B Q ! (H

HISTERESIS

COMPARACION ENTRE ACEROS BLANDOS Y DUROS

ACEROS DUROSBaja Permeabilidad. Alta Retentividad. Alta Fuerza Coercitiva. Alta Reluctancia. Alto Magnetismo Residual.

ACEROS BLANDOSAlta Permeabilidad. Baja Retentividad. Baja Fuerza Coercitiva. Baja Reluctancia. Bajo Magnetismo Residual.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoLa fuerza excitadora es la misma induccin magntica. La ley de Faraday establece la relacin entre el campo magntico y la electricidad . Las unidades del flujo magntico en el SI son el Maxwell . La induccin magntica se representa por la letra H. Las unidades de la excitacin magntica son A/m en el S.I La permeabilidad magntica de los aceros es ligeramente superior a 1. La permeabilidad magntica de los materiales no ferrosos se puede considerar igual a la del aire. La densidad del flujo magntico representa la cantidad de lneas de flujo magntico que pasan por la unidad de rea.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoLa susceptibilidad magntica de los materiales paramagnticos es de valor pequeo y su direccin va en contra del vector de la excitacin magntica. Las unidades de la permeabilidad magntica relativa son H/m La induccin magntica se mide en el SI en Teslas En la saturacin magntica los dominios magnticos estn totalmente desorientados La fuerza coercitiva, es la fuerza magnetizadora en reversa que se necesita para reducir el magnetismo residual a cero Una curva de histresis estrecha es tpica de un material de baja permeabilidad magntica.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoUna curva de histresis amplia es tpica de un imn permanente. Un material que es difcil de magnetizar tiene alta retentividad, alta coercitividad y alta permeabilidad. Un material que es fcil de magnetizar tiene alta permeabilidad, bajo magnetismo residual y baja coercitividad.

TIPOS DE CORRIENTECorriente Alterna. Corriente Directa. Corriente alterna semi-rectificada de una sola fase (HWAC). Corriente alterna totalmente rectificada.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoNo hay ninguna relacin entre el magnetismo y la electricidad Una bobina por la cual pasa corriente y su campo magntico, estn directamente relacionados. El magnetismo dentro de un componente, est directamente relacionado con el flujo de corriente. La curva B,H, es la grfica que relaciona la densidad del flujo magntico y la intensidad de la fuerza magnetizadora. Una fuente A C provee corriente directa. A C significa corriente alterna y la onda cambia de positivo a negativo cada medio ciclo.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoA C produce el efecto Skin, lo cual significa de que hay un flujo magntico fuerte a travs del espesor del material. Cuando se usa A C, las discontinuidades superficiales aparecern como indicaciones claras y bien definidas. Una onda AC puede ser descrita como una curva sinusoidal. Una batera provee corriente A C. Una discontinuidad sub-superficial ser vista como una indicacin clara y bien definida. El poder penetrante de H.W.A.C. Es mayor que A .C. Multiplicando el valor R.M.S. por 1.41 el valor pico es obtenido.

RELACION ENTRE LA DISCONTINUIDAD Y EL FLUJO

TIPOS DE MAGNETIZACION

Mtodo Continuo.

Mtodo Residual.

TIEMPO DE SECADO Y TEMPERATURA DE INFLAMACIONDe acuerdo al tiempo de secado las pinturas se clasifican as: BS 5044 Clasificacin Tiempo de secado A-Secado rpido No ms de 2 min. B-Secado medio Ms de 2 min pero menos de 10 min C-Secado lento Ms de 10 min pero menos de 60 min De acuerdo a la temperatura de inflamacin se clasifican as: BS 5044 Clasificacin de la pintura Temperatura de inflamacin Altamente inflamable Debajo de 32 grados C. Inflamable Entre 32 y 61 grados Bajo riesgo Por encima de 61 grados

CLASIFICACION POR EL TIPO DE PARTICULAS

Partculas Secas.

Partculas Hmedas.

CONCENTRACION DE PARTICULAS

TIPO DE PARTICULAS Luz-da Fluorescentes

CONCENTRACION >1.2 % y < 2.4 % >0.1% y < 0.4%

INDICADORES DE FLUJO

INDICADOR DE FLUJO.(PIE)

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoEl mtodo de MPI se realiza mejor con un imn. Una fuga de flujo ocurre en una parte que contiene una fisura cuando el campo est a 90 grados con respecto a la fisura. El mtodo continuo describe la aplicacin de las partculas cuando la fuerza magnetizadora esta presente. El mtodo residual es llevado a cabo por la aplicacin de partculas magnticas mientras la fuerza magnetizadora esta presente. No es necesario aplicar el flujo magntico en dos direcciones a 90 grados una de la otra para un cubrimiento total.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoLa pintura de contraste es usada para asegurar que la indicacin es vista ms claramente que cuando se usa partculas fluorescentes. Las partculas secas tienen forma esfrica. Las partculas usadas en la suspensin a base de agua son de acero austentico. El xido de hierro usado en las partculas hmedas tiene bajo magnetismo residual, baja retentividad y una alta permeabilidad. Usted ha examinado la concentracin de partculas fluorescentes en una suspensin usando un tubo pera. El valor obtenido es 1.22 ml por 100 ml de suspensin. De acuerdo al estandar BS 4069 este valor es aceptable.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoEl efecto de usar partculas en suspensin con baja concentracin puede resultar en que las discontinuidades no se detecten. Las partculas fluorescentes en una suspensin se vern claramente cuando sean iluminadas con luz ultravioleta. El indicador de flujo mostrar una indicacin cuando la lnea de flujo sea paralela a la discontinuidad. Cuando no se vea ninguna indicacin en el indicador de flujo el procedimiento es correcto.

TECNICAS Y EQUIPOS USADOS EN MPIIman Permanente. Yugo Electromagntico. Flujo de Corriente (Instalaciones Fijas). Bobina.

IMN PERMANENTE

IMAN PERMANENTE

IMAN PERMANENTE

YUGO ELECTROMGNETICO

YUGO ELECTROMAGNETICO

FUERZA DE LEVANTAMIENTO

FLUJO DE CORRIENTE (instalaciones fijas).Precauciones.

Ventajas.

Desventajas.

BANCO PORTATIL

BANCO ESTACIONARIO

BANCO MULTIDIRECCIONAL

CALCULOS DE CORRIENTE PARA LA MAGNETIZACIONLos clculos son realizados con formulas empricas que dan una idea del valor de la corriente a utilizar. Sin embargo, estos valores deben ser ajustados en la practica para ajustarse a la permeabilidad del material, retentividad y espesor de este. Para que las indicaciones sean bien definidas, la intensidad del campo debe ser controlada dentro de unos limites razonables de 25 %. Los factores que afectan la intensidad de la fuerza magnetizadora son: El tamao, la forma, espesor de la seccin, material y la tcnica de magnetizacin.

CALCULOS DE CORRIENTE PARA LA MAGNETIZACIONLa fuerza magnetizadora apropiada puede ser determinada por: Discontinuidades conocidas. Experimentar con partes similares o idnticas que tienen discontinuidades conocidas. Discontinuidades Artificiales. El indicador de flujo (Pie) y los indicadores de control QQI. Sensores tipo efecto Hall. Estos dispositivos miden la densidad de los campos en forma tangencial desde 10 hasta 150 Gauss

VALORES DE LA CORRIENTE PARA LA MAGNETIZACION POR PASO DE CORRIENTE A TRAVES DEL COMPONENTE. Segn (BS 6072)Aplicaciones Generales de ingenieraUna fase Una fase Tres fases rectificada semitotalmente totalmente rectificada rectificads MV MV MV Tres fases semirectificadas MV

TIPOS DE CORRIENTE TIPO DE AMPERIMETRO CORRIENTE PARA COMPONENTES REDONDOS POR mm DE DIAMETRO (A) CORRIENTE PARA COMPONENTES NO REDONDOS POR mm DE PERIMETRO (A)

Fuente DC MV

Fuente AC RMS

7.5

5.3

4.8

2.4

7.2

6.2

2.4

1.7

1.5

0.75

2.3

2.0

VALORES DE LA CORRIENTE PARA LA MAGNETIZACION POR PASO DE CORRIENTE A TRAVES DEL COMPONENTE. (Segn BS 6072)Aplicaciones Aeroespaciales

TIPOS DE CORRIENTE TIPO DE AMPERIMETRO CORRIENTE PARA COMPONENTES REDONDOS POR mm DE DIAMETRO (A) CORRIENTE PARA COMPONENTES NO REDONDOS POR mm DE PERIMETRO (A)

Fuente DC MV

Fuente AC RMS

Una fase Una fase Tres fases rectificada semitotalmente totalmente rectificada rectificads MV MV MV

Tres fases semirectificadas MV

28

20

18

9

27

23

9

6.4

5.7

2.9

8.6

7.4

RESULTADOS OBTENIDOS CON EL PASO DE CORRIENTE A TRAVES DEL COMPONENTE

RESULTADOS OBTENIDOS CON EL PASO DE CORRIENTE A TRAVES DEL COMPONENTE

ELECTRODOS

ELECTRODOS

ELECTRODOS

ELECTRODOS

ELECTRODOS

ELECTRODOS

EQUIPO PORTATIL

ZONAS DE MAGNETIZACION CON ELECTRODOS

ZONAS DE MAGNETIZACION CON ELECTRODOS

CALCULOS DE CORRIENTE PARA LA MAGNETIZACION EMPLEANDO ELECTRODOS. (Segn ASTM E-709)La corriente se ha calculado para espesores mayores a 3/4 de pulgada (19 mm). Se recomienda emplear de 90 A hasta 110 A por cada pulgada ( 25.4 mm) de separacin de los electrodos. La separacin mxima de electrodos debe ser de 8 pulgadas ( 200 mm). Y la mnima de 3 pulgadas ( 75 mm).

RESULTADOS OBTENIDOS CON LA MAGNETIZACION CON ELECTRODOS

TECNICA DE BARRA CENTRAL


CALCULOS PARA LA MAGNETIZACION CON BARRA CENTRAL. (Segn ASTM E-709)La Corriente debe estar entre 12 A por mm del dimetro de la parte a inspeccionar hasta 32 A por mm. El dimetro de la parte debe tomarse como la distancia mas larga entre dos puntos de la circunferencia exterior de la Generalmente la corriente es de 20 A por mm. Para materiales con baja permeabilidad la corriente a emplearse puede estar entre 32 A hasta 40 A por mm de dimetro de la parte a inspeccionar.


RESULTADOS OBTENIDOS CON LA TECNICA DE BARRA CENTRAL






TECNICA DE BOBINA RIGIDA

BOBINA RIGIDA

BOBINA RIGIDA

CALCULO DE CORRIENTE PARA BOBINAS RIGIDAS CON FACTOR DE LLENADO BAJO. (Segn ASTM E-709)El factor de llenado bajo es cuando el dimetro de la bobina es mayor a 10 veces el dimetro de la parte a inspeccionar La relacin de la longitud y el dimetro (L/D) deben estar entre 3 y 15. NI = K/(LD) 10%. K = 45 000. Es una constante. N es el numero de espiras de la bobina. I es la corriente en Amperios.

CALCULO DE CORRIENTE PARA BOBINAS RIGIDAS CON FACTOR DE LLENADO INTERMEDIO. (Segn ASTM E-709)El factor de llenado intermedio es cuando el rea de la bobina es mayor a 2 veces y menor a diez veces el rea de la seccin a inspeccionar NI = (NI)hf (10-Y)+(NI)lf (Y 2)/8 Donde Y = Es la relacin entre el rea de la bobina y el rea de la parte a inspeccionar.

BOBINA ARROLLADA MANUALMENTE

CALCULO DE CORRIENTE PARA BOBINAS CON FACTOR DE LLENADO ALTO. (Segn ASTM E-709)

El factor de llenado alto es cuando el rea de la bobina es menor a dos veces el rea de la seccin de la parte a inspeccionar. NI = K / [L /D + 2] 10% K = 35000

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoCuando se usa la tcnica del imn de herradura, se hace necesario magnetizar la parte o el objeto en una sola direccin , ya que en este mtodo las lneas de flujo y dominio estn alineadas en todas las direcciones. El uso del yugo elctromagntico no es preferible al del imn. Es posible variar el flujo magntico para un yugo cambiando la corriente a travs de la bobina. Las quemaduras pueden ocurrir cuando se usan yugos debido a la corriente aplicada durante la magnetizacin. El mtodo del flujo de corriente permite detectar discontinuidades paralelas a ste.

EVALUACIONResponda Falso o VerdaderoEl valor correcto del flujo obtenido con el mtodo del flujo de corriente es evaluado mediante el empleo de indicadores de flujo. La tcnica de electrodos es una tcnica de flujo magntico. La tcnica de electrodos no es ampliamente usada para la examinacin de grandes piezas fundidas. Cuando se usa la tcnica de barra central para la deteccin de discontinuidades, debe haber contacto elctrico entre la barra y el objeto inspeccionado. La tcnica de flujo de corriente produce una magnetizacin circular en el objeto a inspeccionar. La tcnica de bobina rgida permitir la deteccin de discontinuidades si los valores apropiados de corriente son usados .

ANILLO KETOS

CONDICIONES DE ILUMINACION1. Inspecciones de campo. Para las inspecciones con partculas magnticas visibles, el mnimo de intensidad de luz es 50 pie-candela (500 lux). 2. Intensidad de la radiacin UV. El mnimo de la intensidad de la radiacin UV es de 1000 W/cm2.

CALENTAMIENTO DE LA LAMPARA UV Y ADAPTACION A LA OSCURIDAD1. Calentamiento de la lmpara UV. Se debe dejar que la lmpara caliente por lo menos 5 minutos. 2. Adaptacin a la Oscuridad Se debe permitir que el operador permanezca en la oscuridad por al menos 3 minutos antes de proceder a realizar la inspeccin.

DESMAGNETIZACION

PROCEDIMIENTO Y EVALUACIONIndicacinAcumulacin de partculas

Verdadera

Falsa

Acumulacin de partculas alrededor de una fuga de flujo

Desmagnetiz ar Limpiar

Partculas sostenidas por fuezas que no son magnticas. Por ejemplo: Grasa, entalles, cambios bruscos de geometra, etc.

Reinspecciona r

COERCITOMETRO

EQUIPO DESMAGNETIZADOR PARA UNIONES SOLDADAS DE TUBERIA

MEDIDOR DE CAMPO MAGNETICO

MAGNETOGRAFO

PARTICULAS MAGNETICAS SIN CONTACTO

INTERVALOS DE CHEQUEOS

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