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• Julian Ramirez Ospina

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ULTRASONIDO CURSO NIVEL 1

INTRODUCCIÓN

Norma ISO IRAM - 9712

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

SON METODOS DE ENSAYOS QUE PERMITEN DETECTAR Y EVALUAR DISCONTINUIDADES, ESTRUCTURAS O PROPIEDADES DE LOS MATERIALES, COMPONENTES O PIEZAS, SIN MODIFICAR SUS CONDICIONES DE USO O APTITUD DE SERVICIO

OBJETIVO DE LOS END • ASEGURAR LA CALIDAD Y CONFIABILIDAD. • PREVENIR ACCIDENTES. • PRODUCIR BENEFICIOS ECONÓMICOS • CONTRIBUIR AL DESARROLLO DE LA CIENCIA DE LOS MATERIALES

METODOLOGÍA DE APLICACIÓN DE LOS END •APLICACIÓN DE UN CAMPO DE ENERGÍA. •INTERACCIÓN DEL CAMPO DE ENERGÍA CON EL MATERIAL QUE ESTÁ SIENDO ENSAYADO

•DETECCIÓN DE LAS MODIFICACIONES PRODUCIDAS EN EL CAMPO DE ENERGÍA APLICADO. •PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN •INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN •EXPRESIÓN Y REGISTRO DE LOS RESULTADOS

Métodos de END más utilizados • • • • • • • • •

Inspección visual Radiografía Industrial Partículas Magnetizables Líquidos Penetrantes Ultrasonido Corrientes Inducidas Ensayos de Fugas Emisión Acústica Termografía

Métodos de END comúnmente utilizados • Inspección Visual • Radiografía Industrial • Ultrasonido • Partículas Magnetizables • Líquidos Penetrantes

Clasificación por aplicación de los END

• DEFECTOLOGÍA • CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES • METROLOGÍA

DISCONTINUIDAD • “Es una interrupción física en la estructura normal de la configuración del material de una pieza o componente” • Una discontinuidad puede o no afectar la utilidad de una pieza. Estas pueden ser tales como:Fisuras, escorias, poros,inclusiones, laminaciones, etc.

CATEGORIAS DE DISCONTINUIDADES

INHERENTES

Estas son las relacionadas con el fundido y solidificación original del metal o lingote a partir del proceso de fusión lograda en el Alto Horno y Hornos de Hogar abierto o en la fabricación de piezas fundidas

DE PROCESO

Son aquellas relacionadas con los diversos procesos de fabricación, tales como: soldadura, forjado, tratamiento térmico, rectificado, etc.

DE SERVICIO

Son las relacionadas con las distintas condiciones de puesta en marcha y operación de equipamiento y accesorios, como fatiga, desgaste, erosión, corrosión bajo tensiones.

CLASIFICACIÓN DE DISCONTINUIDADES SEGÚN POSICIÓN Y MORFOLOGÍA

Posición

Morfología

Orientación

Superficiales

Planares

Longitudinal

Subsuperficiales

Volumétricas

Transversal

Internas

Oblicua

Evaluación e interpretación En la generalidad de los END, no vemos directamente el tipo de discontinuidad detectada, salvo en el caso de la radiografía que si bien la observación no es directa, se presenta una imagen radiográfica que conforma el tipo de indicación hallada, para el resto de los métodos nos valemos de representaciones de indicaciones a través de una pantalla ó directamente sobre la muestra bajo ensayo. Las mismas se clasifican como: Indicaciones Relevantes

Indicaciones no Relevantes Indicaciones Falsas

Indicaciones Relevantes Son aquellas producidas por modificaciones en el campo de energía aplicado, provocadas por una discontinuidad, que puede o no ser aceptable, después de ser evaluada según un criterio de aceptación y rechazo, fijado por norma, especificación o procedimiento de ensayo

Indicaciones No Relevantes

Pueden ocurrir separadamente ó en conjunto, como el resultado de modificaciones del campo de energía aplicado, generadas por un cambio de sección, formas geométricas particulares ó por diferentes propiedades del material.

Indicaciones Falsas Las indicaciones falsas no son el resultado de modificaciones del campo de energía aplicado, sino indicaciones debidas a una mala preparación de las superficies a ensayar, técnica de ensayo con secuencias mal ejecutadas ó problemas del equipamiento utilizado.

DEFECTO Es una Discontinuidad que interfiere con la utilidad del elemento examinado por exceder los límites de Aceptación y Rechazo de una norma ó especificación de diseño

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN Y

RECHAZO Establecen lo limites dentro de los cuales, un producto con presencia de discontinuidades puede ser aceptado/aprobado para ser utilizado sin necesidad de retrabajarlo y/o repararlo ó rechazarlo. Estos criterios se encuentran en las normas o especificaciones referidas a productos, no así cuando estas se refieren a las metodologías o procedimientos de aplicación para ejecutar un ensayo.

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA SOLDADURA

FALTA DE PENETRACIÓN

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA POROSIDAD AISLADA

POROSIDAD AGRUPADA

POROSIDAD VERMICULAR

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

POROSIDAD ALINEADA

DEFECTOLOGÍA

POROSIDAD DISPERSA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

ASME B 31.3

DEFECTOLOGÍA

ASME B 31.3

DEFECTOLOGÍA

ASME B 31.3

DEFECTOLOGÍA

ASME B 31.3

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

Todas estas son interrupciones en la estructura física normal de un lingote Y son por lo tanto DISCONTINUIDADES

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

LA CHAPA FUE CORTADA A SIERRA POR LA MITAD Aquí se ve una inclusión no metálica que ha causado una Laminación Siendo aplanada y extendida, pero principalmente en la dirección del Rolado. El rechupe también causa este tipo de discontinuidades.

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

Grietas de Forjado, por temperatura inadecuada

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

Grietas de Forjado, por temperatura inadecuada

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

DEFECTOLOGÍA

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO EL ENSAYO POR ULTRASONIDO ES UN ENSAYO NO DESTRUCTIVO QUE PERMITE DETECTAR LA PRESENCIA DE DISCONTINUIDADES INTERNAS Ó SUPERFICIALES. ESTE MÉTODO CONSISTE EN INTRODUCIR UN HAZ SÓNICO DE ALTA FRECUENCIA DENTRO DEL MATERIAL A SER INSPECCIONADO Y DETECTAR LAS DIFERENTES REFLEXIONES PRODUCIDAS POR LAS SUPERFICIES LIMITES, PRODUCIDAS POR CAMBIOS EN LA IMPEDANCIA ACÚSTICA DEL MATERIAL. A PARTIR DE ESTA INFORMACIÓN EL SISTEMA DETERMINA LA UBICACIÓN DE LAS MISMAS

ULTRASONIDO • PRINCIPIOS FÍSICOS EL ULTRASONIDO SE BASA EN LA PROPAGACIÓN DE ENERGÍA MECÁNICA EN FORMA DE VIBRACIONES MECÁNICAS, QUE SE INTRODUCEN DENTRO DE LOS MATERIALES A INSPECCIONAR. EXITANDO LOS PLANOS DE PARTÍCULAS, MEDIANTE EL USO DE LAS OSCILACIONES PRODUCIDAS SOBRE MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS ESPECIALES QUE CONSTITUYEN LOS TRANSDUCTORES ULTRASÓNICOS

ULTRASONIDO SITEMA DE ENSAYO POR ULTRASONIDOS CABLE

e

HAZ ULTRASÓNICO

PIEZA

EQUIPO TRANSDUCTOR

e DISCONTINUIDAD

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO PROPAGACIÓN DEL ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO Ondas Transversales

ULTRASONIDO

Ondas de Compresión

ULTRASONIDO

λ = C/f [mm]

ULTRASONIDO

ONDA DE CORTE O TRANSVERSAL

ONDA LONGITUDINAL O DE COMPRESIÓN

ULTRASONIDO Oscilación de las Dirección de propagación partículas

λ

e

e„ apróx. = λ

ONDAS SUPERFICIALES O DE RAYLEIGH

ULTRASONIDO ONDAS SUPERFICIALES O DE RAYLEIGH

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO λ = C/f [mm] C = λ f [m/seg] f = C/λ [MHz]

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO ONDAS DE CHAPA

ULTRASONIDO GENERACIÓN Y RECEPCIÓN DE ONDAS ULTRASÓNICAS

EFECTO PIEZOELÉCTRICO

ULTRASONIDO • DEFORMACIONES TIPICAS DE LOS MATERIALES PIEZOELECTRICOS: UNA PLACA DE CUARZO EN CORTE “X” DE 5 mm DE ESPESOR EN LA DIRECCIÓN “X” SOMETIDA A 1000 VOLTIOS, REDUCE O INCREMENTA SU ESPESOR SEGÚN EL SIGNO DE LA TENSIÓN EN (2,5 x 10ˉ6) mm = 2,5 nm

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO FRECUENCIA CARACTERÍSTICA DE UNA CERÁMICA

c f= 2d c

ULTRASONIDO PROPAGACIÓN DE LA ONDA ULTRASÓNICA PRINCIPIO DE HUYGENS Y FENÓMENOS DE INTERFERENCIA

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO CARACTERÍSTICAS DEL CAMPO ULTRASÓNICO

ULTRASONIDO CARACTERÍSTICAS DEL CAMPO ULTRASÓNICO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

RAYO MARGINAL γ 10% Do RAYO PRINCIPAL

N

CAMPO LEJANO CAMPO CERCANO

D Haz

ULTRASONIDO

CAMPO CERCANO

N=

D² 4λ

D= Diámetro del cristal λ= Longitud de onda

ULTRASONIDO

DIVERGENCIA

Sen γ

10%

=

Sen γ

50%

=

λ D λ 2D

ULTRASONIDO DIAMETRO DEL Haz

2λ.S D haz 10% = D

D haz 50% = D= Diámetro del cristal λ= Longitud de onda S= Camino sónico

λ.S D

ULTRASONIDO PALPADORES

ULTRASONIDO PALPADORES

NORMAL

ANGULAR

EMISOR RECEPTOR

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

PALPADOR EMISOR RECEPTOR (DOBLE CRISTAL)

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO • CAMPO CERCANO DE UN OSCILADOR RECTANGULAR

N=

1

(a² + b²) ( 1 – a / 2b)

4λ

MWB4MHz: a=8mm, b=9mm N=32mm WB2MHz: a=20mm, b=22mm N=95mm

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

Palpador doble Cristal de OT

Palpadores de doble cristal de OL para grano grueso

ULTRASONIDO PALAPADORES ANGULARES CON CUÑAS INTERCAMBIABLES

CUÑA

TRANSDUCTOR

ULTRASONIDO PALAPADORES ANGULARES CON CUÑAS INTERCAMBIABLES

ULTRASONIDO

DIFERENTES PROTECCIONES

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO INCIDENCIA NORMAL Oi

Or

Oi : Onda Incidente Or : Onda Reflejada

Ot : Onda Transmitida

MEDIO 1

Z1= ρ1C1

MEDIO 2 Ot

Z2 = ρ2 C2

ULTRASONIDO INCIDENCIA NORMAL

Coeficiente de Reflexión

R = Ir / Ii [%]

Coeficiente de Transmisión T = It / Ii [%]

Ii : Intensidad acústica incidente Ir : Intensidad acústica reflejada It : Intensidad acústica transmitida Ii = Ir + It

R+T = 1

ULTRASONIDO INCIDENCIA NORMAL A través de la teoría de la propagación de ondas acústicas, se obtienen los valores de los coeficientes según las impedancias acústicas de la siguiente manera :

R=

T=

(Z2

-

Z1)²

(Z2 + Z1)

4 Z1 Z2 ( Z2 + Z1)² (Según I)

ULTRASONIDO INCIDENCIA NORMAL Según P

R' =

(Z2 – Z1) (Z2 + Z1)

T' =

2 Z1 Z2 Z1 + Z2

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO INCIDENCIA OBLICUA – LEY DE SNELL INCIDENCIA

REFLEXIÓN αi

Senαi

C1

Senαt

C2

αr

MEDIO 1

MEDIO 2 αt

REFRACCIÓN

ULTRASONIDO INCIDENCIA OBLICUA – LEY DE SNELL αi

αr

MEDIO 1

MEDIO 1

αi = αr

ULTRASONIDO INCIDENCIA OBLICUA – LEY DE SNELL Medio 1 Medio 1

ULTRASONIDO INCIDENCIA OBLICUA – CAMBIO DE MODO OT OL

OL

OT

MEDIO 1

OT

OL

MEDIO 1

MEDIO 2

MEDIO 2

OL

OL

OT OT

ULTRASONIDO

CL Fe = 5960 m/seg CT Fe = 3230 m/seg A >VELOCIDAD > ANGULO

ULTRASONIDO RELACIÓN DE VELOCIDADES

CT Fe / CL Fe = 0.55 CS Fe / CT Fe = 0.92 Por lo expuesto la OLFe es la más rápida

ULTRASONIDO ANGULOS CRÍTICOS OL

OL

OL

OL

MEDIO 1 PLEXIGLÁS

OL

OL OT MEDIO 2 ACERO

1 er ÁNGULO CRÍTICO

Onda de superficie OT

2do. ÁNGULO CRÍTICO

ULTRASONIDO VALORES DE LA PRESIÓN ACÚSTICA

ULTRASONIDO VALORES DE LA PRESIÓN ACÚSTICA

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO TRANSMITANCIA EN DIFERENTES SUPERFICIES LÍMITES

ULTRASONIDO TRANSMITANCIA EN DIFERENTES SUPERFICIES LÍMITES

ULTRASONIDO TRANSMITANCIA EN DIFERENTES SUPERFICIES LÍMITES

ULTRASONIDO AJUSTE DEL SISTEMA (CALIBRACIÓN)

AJUSTE EN DISTANCIA

AJUSTE DE LA SENSIBILIDAD

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA El ajuste en distancia tiene como objetivo establecer un campo de visión correspondiente con el recorrido del sonido, de manera tal que al aparecer una indicación en la pantalla del equipo de ultrasonido, podamos determinar desde donde proviene la misma, es decir dónde está ubicada la discontinuidad que la genera. Esto se logra conformando en la pantalla una escala de distancias vinculada al recorrido del sonido y a las dimensiones de la pieza que se encuentra bajo inspección.

ULTRASONIDO AJUSTE DE LA SENSIBILIDAD El ajuste de la sensibilidad consiste en determinar que valores de energía ultrasónica ó ganancia en decibeles se deben utilizar en cada caso, para lograr como respuesta una señal o indicación en pantalla que ponga de manifiesto la cantidad de energía reflejada por una discontinuidad, también llamada comúnmente reflector. A mayor energía reflejada, mayor altura del eco en pantalla, correspondiendo generalmente a una mayor área reflectante y por ende a una discontinuidad de mayor tamaño. Estableciendo una altura de referencia se podrá también definir un criterio de aceptación y rechazo con el cual evaluar las indicaciones obtenidas durante un ensayo.

ULTRASONIDO AJUSTE DE LA SENSIBILIDAD 100% ATP 80% ATP

50% ATP

10% ATP

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA K2/V2 12,5 mm

Ø 5 mm

BLOQUE DE CALIBRACIÓN

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA Inserto de Plexiglás equivalente a 50 mm de acero

200 mm

100 mm

25 mm

30 mm # 85mm

100 mm 55 mm 15 mm Ø 1,5 mm

#: 91mm ≡ 50mm OT BLOQUE DE CALIBRACIÓN V1 / K1

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA Transductor Normal Pos. 1 Pos. 1

Pos. 2

Bloque V1 / K1 Acero

Pos. 2

0

Inserto de acrílico

25

SB= 50 mm, en Acero

50

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA CON TRANSDUCTOR NORMAL Pos. A V1/K1

100 200

Pos. B

Pos. A

0

100

Pos. B

200

0

200

400

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA CON TRANSDUCTOR ANGULAR

Pos. B

0

100

200

ULTRASONIDO AJUSTE EN DISTANCIA CON TRANSDUCTOR ANGULAR

0

25

50

100

0

50

125

200

ULTRASONIDO

ESTIMACIÓN DEL PODER DE RESOLUCIÓN

ULTRASONIDO PODER DE RESOLUCIÓN AXIAL

ULTRASONIDO PODER DE RESOLUCIÓN LATERAL

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

AJUSTE EN DISTANCIA PARA PALPADOR ANGULAR CON PALPADOR DE HAZ RECTO

ULTRASONIDO

DETERMINACIÓN DEL

ANGULO DE REFRACCIÓN

ULTRASONIDO

EQUIPOS y TÉCNICAS

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

SOLDADURA LASER DE CHAPAS SOLAPADAS DE CARROCERIAS EN LA INDUSTRIA DEL AUTOMOVIL Se observa en el esquema 2 un prototipo para inspección con palpadores Angulares y acoplamiento a base de agua, lo cual genera inconvenientes de Corrosión en donde debe ser finalmente una superficie pintada. El la foto 3 se ve otro equipamiento con un sistema de acoplamiento seco

LA TÉCNICA USADA ES LLAMADA DE TRANSMISION

ULTRASONIDO

Ensayo de transmisión por Conducción

ULTRASONIDO

TÉCNICA DE RESONANCIA

ULTRASONIDO

TÉCNICA DE RESONANCIA

ULTRASONIDO TÉCNICA DE RESONANCIA APLICADA A LA DETECCIÓN DE LAMINACIONES EN CHAPAS

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

Sistema Impulso Eco

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO PRESENTACIÓN TIPO B

PRESENTACIÓN TIPO A

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO MANDO DE AMPLIFICACIÓN

EQUIPO USM2

CAMPOS DE CONTROL

ULTRASONIDO CLASES DE SERVICIOS

LUPA DE PROFUNDIDAD

COMPUERTAS

EQUIPO USM2

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO Interpretación de diferentes Oscilogramas

ULTRASONIDO Interpretación de diferentes Oscilogramas

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO • ATENUACIÓN DE LAS ONDAS ULTRASÓNICAS

PÉRDIDA DE ENERGÍA DEL HAZ ACÚSTICO A SU PASO POR EL MATERIAL. ES MUY COMPLEJO, PERO PODEMOS DIVIDIRLO EN TRES PARTES

ULTRASONIDO FENOMENOS DE ATENUACIÓN

Atenuación Geométrica Se debe a la distribución de presiones en el campo acústico que decae con la distancia en el campo lejano.

Dispersión: debidas a la interacción de los impulsos con las irregularidades del material

Absorción: Debida a pérdida de energía acústica por transformación en calor al vibrar las partículas del material.

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO TECNICA DE INMERSIÓN

ULTRASONIDO TECNICA DE INMERSIÓN

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS • PROYECCIÓN EN LA SUPERFICIE (PASO PROYECTADO) P

α d

P = 2d tg α

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS PASO COMPLETO (RECORRIDO SÓNICO DEL PASO)

d

Sp

Sp= 2d / cos α

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS PROFUNDIDAD EN 1/2 PASO

b S

b= S cosα

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS PROFUNDIDAD ENTRE ½ PASO Y PASO

b'

b'= 2d – b

b'= 2d – S cosα

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS PROFUNDIDAD ENTRE PASO Y 3/2 PASO

b"

b"= b – 2d

b"= S cos α – 2d

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS RECORRIDO SÓNICO PROYECTADO (DISTANCIA PROYECTADA)

a

S

a = S senα

ULTRASONIDO CONTROL DE SOLDADURAS RECORRIDO SÓNICO PROY. ACORTADO (Dist. Proy. Acortada) X

a'

S

a'= a – x

a'= S senα - x

ULTRASONIDO

CONTROL DE SOLDADURAS

ULTRASONIDO

CONTROL DE SOLDADURAS

ULTRASONIDO

CONTROL DE SOLDADURAS

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

CONTROL DE SOLDADURAS

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

FISURAS (eco esbelto y limpio)

ULTRASONIDO

FALTA DE PENETRACIÓN: eco esbelto pero puede ser más Ancho que el de fisura.

ULTRASONIDO

FALTA DE FUSIÓN LATERAL: eco esbelto, muchas veces asociado a una base ancha de picos múltiples proveniente de escoria

ULTRASONIDO

ESCORIA: generalmente presenta ecos bajos y anchos

ULTRASONIDO

POROS: aislado, da ecos bajos, en grupos pueden parecerse a los de escoria Son malos reflectores

ULTRASONIDO

DESNIVELACIÓN DE BORDES

ULTRASONIDO

DESCOLGAMIENTO DE BAÑO: el eco suele ser ancho y no siempre se detecta de ambos lados del cordón

ULTRASONIDO

SOBRE ESPESOR EXCESIVO y SUPERFICIE IRREGULAR

ULTRASONIDO

MORDEDURAS DE BORDES

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

*Minimum

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO

ULTRASONIDO Ajuste de la Sensibilidad – Curva DAC Bloques de calibración con agujeros cilíndricos transversales S2

S1

S3 S1

S2

S3

S1

S2

S3

ULTRASONIDO VENTAJAS DEL MÉTODO Equipamiento portátil, liviano y de prestaciones múltiples y equipamiento automático. Alta sensibilidad Respuesta con diagnóstico relativamente rápido Versatilidad ligada a la posibilidad de utilizar múltiples técnicas. De aplicación en una gran variedad de materiales y productos diferentes.

ULTRASONIDO VENTAJAS DEL MÉTODO En general es suficiente con acceder a una sola superficie de la pieza. Su uso no genera ningún daño al operador, ni a personas del público, como así tampoco sobre los los materiales. Posee gran poder de penetración en materiales de espesores grandes Posee mucha precisión en el dimensionado de discontinuidades y su ubicación.

ULTRASONIDO DESVENTAJAS DEL MÉTODO La técnica manual, requiere de una gran capacidad del operador para la realización y la evaluación de los resultados. Piezas con formas irregulares, superficies rugosas y tamaños muy pequeños o finas, son un tanto difíciles de inspeccionar. Tamaño de grano. Se requiere la construcción de bloques de calibración.

ULTRASONIDO APLICACIONES Medición de Espesores Detección de Corrosión Caracterización de Materiales Caracterización de Discontinuidades Detección de Discontinuidades Inspección de ejes de Vagones Inspección de Fundiciones de acero Inpección de autopartes

ULTRASONIDO APLICACIONES Inspección de rieles de Ferrocarril Inspección de chapas de acero Inspección de chapas de aluminio Inspección de soldaduras de aluminio Inspección de soldaduras de acero inox. Inpección de soldaduras de acero Inspección de componentes aeronáuticos

ULTRASONIDO APLICACIONES Inpección de componentes nucleares Inspección de mate. Compuestos Verificación de adherencia de mat. disímiles Inspección de barras de acero Inspección de barcos Verificación de tamaño de grano Inspección de cilindros de GNC Otros

ULTRASONIDO MÉTODO DEL VALOR MEDIO 2

1

3

1 6 db 2

3

ULTRASONIDO DECIBELES

Db = 20 log.10 (H2/H1)

ULTRASONIDO Diferentes relaciones de alturas de ecos Relación

dB

100% 80%

1,25

1,93

100% 50%

2

6

100% 25%

4

12

100% 10%

10

20

H2/H1

ULTRASONIDO

CUESTIONARIO

ULTRASONIDO 1 – Cuando el movimiento de las partículas de un medio es perpendicular con la dirección del movimiento de la onda, la onda transmitida se llama:

• • • •

Onda longitudinal Onda de corte Onda de superficie Onda de lamb

ULTRASONIDO 2 – Un término usado para definir la capacidad de un aparato de ultrasonido para detectar discontinuidades próximas a la superficie de contacto del material de ensayo es:

• • • •

Sensibilidad Penetración Segregación Resolución

ULTRASONIDO 3 – En un oscilograma o representación de pantalla tipo A, la amplitud de las indicaciones verticales sobre la pantalla representan: • La cantidad de energía ultrasónica reflejada. • La distancia recorrida por el palpador • El espesor del material ensayado • El tiempo transcurrido o distancia entre los límites de reflexión

ULTRASONIDO 4 – La máxima altura de una indicación obtenida de una discontinuidad muy pequeña obtenida en una pantalla con una representación tipo A de un equipo de ultrasonido, puede ser usado como la medida de la: • Selectividad del equipo • Sensibilidad del equipo • Resolución del equipo • Penetración del equipo

ULTRASONIDO 5 - ¿ Cuál de las siguientes frecuencias de ensayo facilitan una mejor penetración en un material de un espesor de 12” de acero de grano grueso?

• • • •

1,0 Megaherzios 2,25 Megaherzios 5,0 Megaherzios 10 Megaherzios

ULTRASONIDO 6 – El producto de la velocidad del sonido de un material por la densidad de éste, es conocido por

• • • •

Valor de la refracción del material Constante elástica del material Coeficiente de Poisson Impedancia acústica del material

ULTRASONIDO 7 – Dos haces de ondas ultrasónicas longitudinales, con las mismas características, excepto la frecuencia, se propagan en el mismo medio. La velocidad de propagación es: • Mayor en el haz de frecuencia más alta • La misma para los dos haces • Mayor en el haz de frecuencia más baja • En el haz de frecuencia más baja es mayor cuando la densidad del medio es menor a 2710 Kg/mm³.

ULTRASONIDO 8 – En cual de los materiales mencionados abajo, las velocidades de propagación del ultrasonido es menor?

• • • •

Agua Aluminio Acero Aire

ULTRASONIDO 9 – La ecuación que describe la longitud de onda en términos de la velocidad y frecuencia es: • Longitud de onda igual a velocidad por frecuencia • Longitud de onda igual a “Z” por velocidad por frecuencia • Longitud de onda igual a velocidad / frecuencia • Longitud de onda igual a velocidad más frecuencia

ULTRASONIDO • •

• • •

10 – La divergencia de un cristal de cuarzo es función principalmente: Del tipo de examen que está siendo ejecutado Del ajuste con que el cristal es montado De la duración del pulso Del tamaño y de la frecuencia del cristal

ULTRASONIDO • 11 – Fundamentalmente, la velocidad de las ondas ultrasónicas depende: • De la duración del pulso • De la frecuencia • Del material a través del cual el sonido se trasmite y del tipo de onda • De ninguno de los factores citados

ULTRASONIDO • 12 – En un mismo material, cual de los siguientes tipos de ondas se propagan con mayor velocidad • Ondas de Lamb • Ondas transversales • Ondas longitudinales • Ondas de Superficies

ULTRASONIDO • 13 – Hasta que profundidad tienen validez las ondas de superficie ( Ray Leigh) • 6 mm • 3 mm • una longitud de onda • lambda / 2

ULTRASONIDO • 14 – El factor que determina la cantidad de energía reflejada en la interfase de dos materiales disímiles es: • El índice de refracción • La frecuencia de las ondas ultrasónicas • El módulo de Young • La impedancia acústica específica

ULTRASONIDO • 15 – A medida que la frecuencia aumenta en el ensayo ultrasónico, el ángulo de la divergencia del haz de ondas producido por un cierto cristal • Disminuye • Permanece inalterable • Aumenta • Varia uniformemente a través de cada compresión de onda

ULTRASONIDO • 16 – El ángulo de reflexión • • • •

Depende del acoplamiento usado Depende de la frecuencia usada Es igual al ángulo de refracción Es igual al ángulo de incidencia

ULTRASONIDO • 17 – Describa en pocos pasos y en forma resumida como saca el valor de distancia X desde la testa del palpador al punto de emisión del haz. x

R–A=X

A R=50

X A R=100

R= Radio A= Distancia X= Distancia desde el punto de salida del haz hasta la testa del palpador

ULTRASONIDO • 18 – Que metodología utilizaría para determinar la extensión de un reflector plano de una interfase de despegue entre dos materiales disímiles. 2

1

3

MÉTODO DEL VALOR MEDIO

ULTRASONIDO • 19 – La capacidad de un transductor de convertir energía mecánica en eléctrica y energía eléctrica en mecánica se debe al efecto PIEZOELÉCTRICO ……………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………… ………………………………………………

ULTRASONIDO • 20 – La gradual pérdida de energía de un haz ultrasónico que viaja a través de un material, es llamada atenuación

verdadero

falso

ULTRASONIDO • 21- La sustancia usada entre la cara del palpador y la superficie de ensayo que sirve para mejorar la transmisión de las ondas ultrasónicas es llamada: • • • •

Agente endurecedor Acoplante Transmisor acústico Lubricante

ULTRASONIDO • 22 - El proceso de comparar y regular un instrumento con un patrón de referencia se denomina:

• • • •

Calibración Angulación Correlación Atenuación

ULTRASONIDO • 23 - El número de ciclos completos de oscilación que pasan en un determinado punto, en la unidad de tiempo es la: • Amplitud de movimientos ondulatorios • Duración de un pulso de movimiento ondulatorio • Compresión de una onda de movimiento • Frecuencia de un movimiento ondulatorio

ULTRASONIDO • 24 - Otra manera de decir 25 millones de ciclos es: • • • •

25 Kilociclos 2500 Kilociclos 25 Megaciclos 25 microciclos

ULTRASONIDO • 25 - En un examen por medio de ultrasonido, que utiliza un palpador normal, se ensaya una chapa plana, este detectará • Defectos transversales,planos, perpendiculares a la superficie de la chapa. • Defectos longitudinales, planos, perpendiculares a la superficie de la chapa. • Defectos laminares, planos, paralelos a la superficie. • Ninguno de los defectos mencionados

ULTRASONIDO • 26 - Las ondas ultrasónicas que son ondas acústicas de idéntica naturaleza (mecánicoelásticas) que las ondas sónicas, además se caracterizan porque su frecuencia es: • • • •

< 16 Hz. < 20 Kilociclos por segundo > 20 KHz. 16 ciclos/segundo < frecuencia < 20 Kilociclos/segundo

ULTRASONIDO 27 - La máxima deflexión o desplazamiento desde la posición de equilibrio de una partícula oscilante del material bajo ensayo se denomina • • • •

Longitud de onda Período de oscilación Amplitud Desplazamiento

ULTRASONIDO • 28 – La expresión que relaciona el período de oscilación y la frecuencia es: • • • •

f=λ/T 1/f=T/λ f=1/T Ninguna de las anteriores

ULTRASONIDO • 29 – Ordene de forma creciente, la metodolgía de aplicación que tienen los métodos de END

• Detección de las modificaciones del campo de energía aplicado • Interacción del campo de energía con el material • Aplicación de un campo de energía • Procesamiento de la información

ULTRASONIDO • 30 – En el examen por contacto, las ondas de corte pueden ser introducidas en el metal • Usando un palpador angular con el cristal montado en una cuña de plástico de forma que la dirección del sonido sea inclinada en relación a la superficie de ensayo • Colocando un cristal de cuarzo cortado en forma x directamente en la superficie de la pieza y usando aceite acoplante • Usando dos transductores opuestos, en una superficie por donde introducimos las señales y otro en la superficie opuesta • Colocando lentes acústicas esféricas en la cara del transductor

ULTRASONIDO • 31 – Cuando el ángulo de incidencia en una superficie de ensayo es superior que el segundo angulo crítico se produce: • La reflexión de ondas longitudinales • La reflexión total del haz • La reflexión parcial del haz ultrasónico en el segundo medio. • La refracción de ondas longitudinales en el segundo medio

ULTRASONIDO • 32 – La formula usada para calcular el ángulo de divergencia 10% del haz ultrasónico de un cristal de cuarzo es: • • • •

Senα igual al diámetro x 2/4 longitud de onda. Senα x diámetro igual a frecuencia x long. de onda. Senα igual 1,08 x long de onda/diámetro. Senα igual a frecuencia x long. de onda.

ULTRASONIDO • 33 – Las ondas de compresión son también llamadas: • • • •

Ondas de Lamb. Ondas de Corte. Ondas Longitudinales. Ondas Transversales.

ULTRASONIDO • 34 – Indique la frecuencia del haz de ondas ultrasónicas que sufre mayor atenuación al propagarse en un bloque de acero, en las mismas condiciones • • • •

1,0 Mhz 2,25 Mhz 5,0 Mhz 10,0 Mhz

ULTRASONIDO • 35 – Cuando el movimiento de partículas de un medio posee sentido praralelo al de propagación de las ondas, estas ondas son denominadas

• • • •

Transversales. Longitudinales. De Lamb. Superficiales.

ULTRASONIDO • 36 - Las ondas simétricas o de dilatación son un tipo de vibración de las ondas • • • •

Longitudinales. De Ray Leigh. De Lamb. Ninguna de las citadas.

ULTRASONIDO • 37 - Las ondas de Lamb se producen cuando el espesor de la lamina o chapa a inspeccionar es del orden de:

• • • •

10 mm Lambda / 2 Lambda 3,5 mm como mínimo

ULTRASONIDO • 38 – La longitud del campo próximo de un palpador está en relación al diámetro del cristal y la longitud de onda, la fórmula de calculo es: • N = D²/λ • N = 0,25 D²/λ • N = 0,25 λ/D • N = D/λ²

ULTRASONIDO • 39 – Indique en cuál de los materiales mencionados abajo no se presentan en ninguna circunstancia propiedades piezoeléctricas. • Níquel A • Sulfato de Litio monohidratado • Cuarzo • Metaniobato de plomo

ULTRASONIDO • 40 – En la actualidad se utilizan ciertos materiales que al ser polarizados se comportan como materiales piezoeléctricos.Uno de los mencionados abajo es piezoeléctrico natural, indique cual. • Cuarzo • Titanato de Bario • Metaniobato de Plomo • Titanato Zirconato de Plomo

ULTRASONIDO • 41 Los materiales piezoeléctricos poseen una temperatura crítica, según su composición al alcanzar esta temperatura: • Se funden • Se cristalizan • Se despolarizan • Aumentan su efecto piezoeléctrico

ULTRASONIDO • 42 – Indique la frecuencia del palpador que posee el cristal de cuarzo de mayor espesor.

• • • •

2,25 megaciclos 5,0 megaciclos 10,0 megaciclos 1,0 megaciclos

ULTRASONIDO • 43 – Un cristal de cuarzo obtenido por corte en Y proporciona ondas. • • • •

Longitudinales Superficiales Transversales De Lamb

ULTRASONIDO • 44 – Cuál de los materiales piezoeléctricos mencionados debajo transforma con mayor efeiciencia los picos de voltaje recibidos, en forma de vibraciones mecánicas. • • • •

Sulfato de Litio Cuarzo Titanato de Bario Oxido de Plata

ULTRASONIDO • 45 – La expansión y contracción de un material magnético sobre la acción de un campo magnético variable es denominado. • • • •

Refracción Rarefacción Magnetoestricción Piezoeléctricidad

ULTRASONIDO • 46 – La frecuencia fundamental de un cristal de cuarzo es principalmente función • De la longitud del pulso de voltage aplicado • Del espesor del cristal de cuarzo • De la característica de amplificación del amplificador del pulso del equipo • Ninguna de las respuestas es correcta

ULTRASONIDO • 47 – Estabilidad eléctrica y mecánica, insolubilidad en líquidos y resistencia al envejecimiento son tres factores de los palpadores que tienen cristal de: • • • •

Sulfato de Litio Titanato de Bario Bromuro de plata Cuarzo

ULTRASONIDO • 48 – Una ventaja proporcionada por el uso de cristales de Sulfato de Litio en palpadores es que: • Este material es uno de los más eficientes generadores de energía ultrasónica • Es insoluble • Soporta temperaturas de hasta 700° celcius • Este material es uno de los más eficientes receptores de energía ultrasónica

ULTRASONIDO • 49 – La desventaja del uso de cristales de cuarzo en palpadores reside en el caso de que el cuarzo: • Se disuelve en el agua • Presenta inestabilidad eléctrica y mecánica. • Es el material usado para generar energía ultrasónica que posee menor eficiencia energética. • Pierde sus características de operación a medida que envejece.

ULTRASONIDO • 50 – Indique la frecuencia del palpador que posee el cristal de cuarzo de menor espesor. • • • •

1 megaciclo 25 megaciclos 5 megaciclos 15 megaciclos

ULTRASONIDO • 51 – Un cristal de cuarzo, cortado de manera que sus caras mayores sean paralelas a los ejes Y y Z, y perpendiculares al eje X es: • • • •

Un cristal de corte en Y Un cristal de corte en X Un cristal de corte en Z Un cristal de corte en XY

ULTRASONIDO • 52 – En las mismas circunstancias, cual de las frecuencias relacionadas debajo proporcionaría mejor resolución. • • • •

1 megaciclo 5 megaciclos 10 megaciclos 25 megaciclos

ULTRASONIDO • 53 – En el caso de usar dos palpadores independientes, un transmisor y un receptor, los transductores a ser empleados para obtener mayor eficiencia serian • Un cristal de cuarzo en el transmisor y uno de Titanato de Bario en el receptor. • Un cristal de Titanato de Bario en el transmisor y uno de sulfato de Litio en el receptor. • Un cristal de Sulfato de Litio en el transmisor y uno de Titanato de Bario en el receptor. • Un cristal de Titanato de Bario en el transmisor y uno de cuarzo en el receptor.

ULTRASONIDO • 54 - Cual es la velocidad de propagación del ultrasonido en el vacio • 2340 m/s • 5920 m/s • 6240 m/s • 1455 m/s • Ninguna de las anteriores

ULTRASONIDO • 55 - Cual es la velocidad de propagación de un onda transversal en el agua: • 1650m/s • 1054m/s • 1420m/s • Ninguna de las anteriores

ULTRASONIDO • 56 - Cuales son las razones por la cual puede variar el punto de salida en un palpador angular • Golpes por caídas • Sobrecarga eléctrica • Desgaste por el uso, debido a la presión de la mano del operador • Cambios de la frecuencia

ULTRASONIDO • 57 - En un ajuste de la distancia con un SB de 200 mm.¿En que lugar de la pantalla aparecerán los ecos habiendo utilizado un palpador angular y el radio 50 de la probeta K2 ?.

• • • •

En div. 2 – 6,5 – 10 En div. 3 – 7 – 10 En div 2,5 – 6,5 – 9,5 En div 2,5 – 6,5 - 10

ULTRASONIDO • 58 – Un eco que se encuentra a 60% ATP al adicionarle 2 db ¿A que altura llegará? • • • •

Al 120% ATP Al 80% ATP Al 90% ATP Al 65% ATP

ULTRASONIDO • 59 – ¿Cuál es la temperatura crítica del Sulfato de Litio ? • • • •

120 °C 320°C 80°C 520°C

ULTRASONIDO • 60 – Un eco de amplitud 80%ATP. ¿A qué altura llegará su pico si le quitamos 12db? • • • •

60% ATP 120% ATP 20% ATP 40% ATP

ULTRASONIDO • 61 – ¿A qué altura llega un eco del 60% ATP si le adicionamos 6db? • • • •

Al 80% ATP Al 90% ATP AL 120% ATP Ninguno de las anteriores

ULTRASONIDO • 62 - ¿En que orden de temperatura está la temperatura crítica del cuarzo? • • • •

200 °C 150 °C 500 °C 75 °C

ULTRASONIDO • 63 - ¿En que orden de temperatura está la temperatura crítica del Metaniobato de Plomo? • • • •

200 °C 400 °C 100 °C 120 °C

ULTRASONIDO • 64 - ¿Cuál es el valor del primer ángulo crítico para una interface de Plexiglas/ Acero? • • • •

31 ° 90 ° 27,6 ° 55 °

ULTRASONIDO • 65 - ¿Cuál es el valor del segundo ángulo crítico para una interfase de Plexiglás/ Acero? • 32 ° • 36,8 ° • 57,8 ° • 25,6 °

ULTRASONIDO • 66 – ¿Cada cuanto se repiten los ecos sucesivos que se generan en un bloque de calibración K2 ? • • • •

Cada 115 mm Cada 50 mm Cada 75 mm Cada 25 mm

ULTRASONIDO • 67 – ¿En que división deben aparecer los ecos de ajuste con una probeta K2 para un SB = 100mm? • • • •

En div. 2,5 y 10 En div. 3 y 10 En div. 2 y 8 En div. 1,5 y 9,5

ULTRASONIDO • 68 – La capacidad de un palpador de separar dos indicaciones proximas ubicadas a diferentes profundidades se llama: • Poder de resolución lateral • Sensibilidad axial • Poder de definición • Poder de resolución axial

ULTRASONIDO • 69 – Una fórmula que se identifica con la ley de Snell es : • • • •

Cos α / tg β = C1 / C2 Sen α / Senβ = C1 / C2 Sen α / sen β = Z1 / Z2 Sen α / Sen β = C1+C2/ C2

ULTRASONIDO • 70