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RADIOGRAFÍA INDUSTRIAL. David Mallahuari, Ayrton Jaramillo y Alfredo Yadaicela.

Abstract. - The work consists in investigating and knowing the subject on Radiography, to deepen the investigation under points such as the application of radiography in welding, which materials are used, types of detectable faults, techniques of radiography and on X-rays and Y-rays. Purpose of this work is to know about the norms of the treated topic.

Aplicada esta inspección como un control oportuno, permite tomar las medidas convenientes tendientes a eliminar los defectos en que estén incurriendo los soldadores y consecuentemente se elimina, o se reduce a un mínimo, la necesidad de remover soldaduras defectuosas.

Keywords. – Radiography, X-rays, welding.

Tanto en procesos de soldadura como de fundición, la inspección radiográfica permite establecer las medidas correctivas necesarias para que, en la producción futura, se reduzca el número de soldaduras o piezas rechazadas por defectos internos. Es conveniente, por lo tanto, ejercer este control desde la calificación de los soldadores u operarios y a medida que se va desarrollando el trabajo de soldadura o fundición.

I. INTRODUCCIÓN A. Ensayos no destructivos en la soldadura. Los procesos de soldeo están presentes en nuestro entorno en cualquier tipo de construcción, ya sea de máquinas, de barcos, de trenes, aviones, de puentes, de coches, o en cualquier tipo de unión formado por diferentes piezas, subconjuntos, conjuntos, etc. Las piezas y elementos soldados requieren de la verificación de cómo se elaboró el proceso de fabricación y también sirven para mantenimiento preventivo a nivel industrial, pues la presencia de grietas, nudos, escoria e imperfecciones puede causar la rotura de las piezas. Si comparamos, los métodos de los ensayos no destructivos, con los métodos de los ensayos destructivos, diremos, que los ensayos no destructivos aplicados a un control de calidad estadístico, permiten comprobar con un cierto grado de seguridad el nivel de calidad de una producción. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas acústicas, elásticas, electromagnéticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada. Información extraída de referencia [1]

II. MARCO TEÓRICO A. ¿Cómo detectar fallas de soldadura en elementos mecánicos mediante Radiografía? La inspección radiográfica es un método cuyo propósito es detectar la presencia y naturaleza de defectos macroscópicos en el interior de las soldaduras o materiales bajo inspección.

B. Técnicas para Radiografiar (RAYOS X) La inspección por radiografía (rayos X), es un método de inspección no destructiva que consiste en la absorción diferenciada de radiación penetrante por la pieza que está siendo inspeccionada. Esa variación en la cantidad de radiación absorbida, detectada mediante un medio, nos indicará, entre otras cosas, la existencia de una falla interna o defecto en el material. La radiografía industrial es entonces usada para detectar variaciones de una región de un determinado material que presenta una diferencia en espesor o densidad comparada con una región vecina (es un método capaz de detectar con buena sensibilidad defectos volumétricos). Los rayos X fueron descubiertos de forma accidental en 1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen mientras estudiaba los rayos catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto voltaje. A pesar de que el tubo estaba dentro de una caja de cartón negro, Roentgen vio que una pantalla de platino- cianuro de bario, que casualmente estaba cerca, emitía luz fluorescente siempre que funcionaba el tubo

2 tubo de rayos x y la película Son radiaciones electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz, aunque tienen menor longitud de onda, mayor energía y más penetración. Estos rayos no sufren desviación alguna por efecto de campos magnéticos o eléctricos (no son partículas cargadas, ni sus espines están orientados); se propagan por tanto en línea recta, excitan la fosforescencia e impresionan placas fotográficas. Atraviesan los cuerpos opacos sin reflejarse ni refractarse, siendo absorbidos en mayor o menor grado según el espesor y la densidad del material, y la longitud de onda de la radiación. Alcanzan así a impresionar una película o placa fotográfica, situada en el lado opuesto del material.

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Se necesita personal entrenado y equipos de tratamiento de imágenes

APLICACIONES 

Detección de flujos internos y discontinuidades como grietas, corrosión, variaciones de espesor o inclusiones.

Características de los rayos X       

Son ondas electromagnéticas. No tienen carga eléctrica ni masa. Viajan en línea recta. Penetran la materia y el poder de penetración depende de la energía. Ioniza la materia. El material radiado queda con una fluorescencia de tipo no permanente Son invisibles.

C. Técnicas para Radiografiar (RAYOS GAMMA) Los rayos gamma cuyos efectos son similares a los de los rayos X, se producen por transiciones de energía en el interior de núcleos de átomos radiactivos.

Los defectos de los materiales como grietas, bolsas, inclusiones, etc. de distintas densidades, absorben las radiaciones en distinta proporción que el material base, de forma que estas diferencias generan detalles de contraste claro-oscuro en la placa fotográfica colocada detrás de la pieza. Esto es lo que permite identificar defectos en la inspección de una soldadura por radiografía. Para facilitar la labor se usan colecciones de radiografías patrón, en las cuales los defectos están claramente identificados para unas condiciones dadas de tipo de material y tipo de soldadura. VENTAJAS  

Es muy sensible y proporciona una impresión en película No requiere de desarmado de piezas

Las emisiones alfa y beta suelen ir asociadas con la emisión gamma. Los rayos gamma no poseen carga ni masa, la emisión de rayos gamma por parte de un núcleo no conlleva cambios en su estructura, sino simplemente la pérdida de una determinada cantidad de energía radiante. Con la emisión de estos rayos, el núcleo compensa el estado inestable que sigue a los procesos alfa y beta. La partícula alfa o beta primaria y su rayo gamma asociado se emiten casi simultáneamente. Esta emisión gamma pura tiene lugar cuando un isótopo existe en dos formas diferentes, los llamados isómeros nucleares, con el mismo número atómico y número másico pero distintas energías. La emisión de rayos gamma acompaña a la transición del isómero de mayor energía a la forma de menor energía.

DESVENTAJAS   

Requiere de corriente externa Peligro de radiación Requiere equipamiento especial para situar el

Los indicadores de calidad de imagen consisten en alambres o plaquetas escalonadas del mismo material que el objeto a radiografiar, cuyos diámetros o espesores oscilan del 1%, 2%, 3% de espesor máximo del objeto, permitiendo evaluar por comparación la calidad radiográfica.

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

Radiografía Digital

Alternativa a la radiografía convencional en la que la película radiográfica se sustituye por una imagen radiográfica digitalizada. E. Aplicaciones de la Radiografía. detectables por la Radiografía) VENTAJAS   

Tiene una lectura directa No requiere preparación de la superficial ni remover la pintura Puede ser realizada desde una superficie

DESVENTAJAS   

Requiere corriente externa Peligro de radiación Pierde sensibilidad con el incremento de espesor del material

APLICACIONES 

Detección de laminaciones, roturas del núcleo en materiales compuestos y huecos

Características de los rayos Gama  

 

El proceso de análisis por rayos gamma es muy similar a la de Rayos x. Son radiaciones que se producen a partir de núcleos inestables, cuando un neutrón se transforma en un protón. Estas partículas tienen grades velocidades idénticas aun electrón. Similares a los rayos X, solo que tienen mayor penetración

D. Tipos de ensayos por radiografía industrial La técnica más común son los ensayos por radiografía convencional. 

Radiografía Convencional

Consiste en atravesar el material a inspeccionar con un haz de radiación ionizante (Rayos-X). Esta radiación será absorbida por las discontinuidades internas del material, llegando a la otra cara de la misma plasmando los defectos en una película radiográfica.

(Fallos

En general, la radiografía puede detectar solo aquellas características que tienen un grosor apreciable en la dirección paralela a la radiación. Esto significa que la capacidad del proceso para detectar las discontinuidades en un plano, como las grietas, depende de la orientación propia de la pieza de prueba durante la inspección. Las discontinuidades como burbujas e inclusiones, las cuales tienen un grosor medible en todas direcciones, pueden ser detectadas, mientras que aquellas que sean más pequeñas que su espesor no podrá ser detectadas. Aunque no está limitada la detección de fallas internas, la radiografía es un método de inspección no-destructivo que puede determinar satisfactoriamente las fallas que son completamente internas y estén bien localizadas bajo la superficie de la pieza examinada. 

Aplicación al diagnóstico de Fallos

Porosidad Son gases atrapados de forma redonda o semejante a ella, pueden presentarse en la superficie o en el interior del metal.

Inclusiones Metálicas Presentan formas irregulares y consisten en impurezas incluidas accidentalmente en el metal fundido. La importancia del defecto depende del tamaño de la inclusión y la distancia que existe entre ellas, ya que, si están próximas, la resistencia del material se reduce mucho. Dado que las escorias provienen del revestimiento, no tienen las propiedades mecánicas del metal base.

4 La película radiográfica de doble emulsión, se forma de 7 capas y su grosor comprende desde 2 a 3mm. Los componentes principales son: la base y la emulsión fotosensible. G. Normativas El examen radiográfico se realizará de acuerdo con un procedimiento establecido, por escrito y aprobado con anterioridad del examen.

Grietas Se presentan como desgarramientos del material, son provocadas por cambios en las secciones de las piezas fundidas

El procedimiento radiográfico debe contener como mínimo la siguiente información:       

Tipo de material Espesor Fuente de radiación o tensión máxima de trabajo (rayos X) Distancia mínima foco-película DFP Marca clase y tipo de película Tipo y espesor de las pantallas En uniones soldadas, referencie el procedimiento empleado

Información extraída de [2], [3], [4] y [5] . F. Materiales para Radiografiar Tres son los elementos básicos en una radiografía: III. CONCLUSIONES 1. 2. 3.

Una fuente de radiación. La pieza de prueba o el objeto que se está evaluando. Material sensitivo.

Al realizar este trabajo concluimos que, en comparación con otros métodos no destructivos, la radiografía tiene tres principales ventajas:

Además, se utiliza una película radiográfica: • La capacidad para detectar fallas internas. • La capacidad para detectar variaciones significativas en la composición del material. • Grabado permanente de los datos de la inspección original. Ademas que, en la actualidad, aunque la radiografía sea un ensayo complementario, la tecnología y la necesidad de optimizar los procesos constructivos, han conllevado a desarrollar técnicas avanzadas para minimizar tiempos muertos de producción, debido a la utilización de radiaciones ionizantes perjudiciales para la salud, sin dejar a un lado la eficiencia de la detección de indicaciones.

Están compuestas por una emulsión de haluros de plata que cubre ambas caras de un soporte transparente flexible.

5 REFERENCIAS [1]

[2]

[3]

[4]

[5]

K. Z MORGAN AND J E. TURNER. (1973). PRINCIPLES OF RADIATION PROTECTION. En NDUSTRIAL RADIOLOGY (75-150). Miami: JOHN WILEY & SONS. R. HALMSHAW. (1982). THEORY AND PRACTICE. En INDUSTRIAL RADIOLOGY(Todas). Florida: APPLIED SCIENCE H Ruiz Caballero. (1993). Inspección radiográfica de soldaduras. 20/07/2017, de SN Sitio web: https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web &cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwinOWehpnVAhVB1CYKHfjlCegQFggiMAA&url=http%3A%2F %2Feprints.uanl.mx%2F276%2F1%2F1020070662.PDF&usg= AFQjCNHRUBlGmq895jwnqgg8aqXIfgimfgSN. (2014). FE Marín Vázquez. (2015). Inspección radiográfica de soldaduras. 20/07/2017, de UPCT Sitio web: https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web &cd=10&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwinOWehpnVAhVB1CYKHfjlCegQFgheMAk&url=http%3A%2F %2Frepositorio.upct.es%2Fbitstream%2F10317%2F4658%2F1 %2Fpfc5726.pdf&usg=AFQjCNGXYdjOk_H-cvPzIBwwaZAZ3jehQ SN. (2012). Radiografía Aplicaciones. 13/07/2017, de KIMERIUS Sitio web: https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web &cd=6&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwinOWehpnVAhVB1CYKHfjlCegQFghFMAU&url=http%3A%2 F%2Fwww.sieend.com.mx%2Fservicios_radiografia.html&usg= AFQjCNG6ijxZWPiQyYrHmbsYT694puIHFA SN. (2013). ILA RADIOGRAFIA COMO METODO DE CONTROL DE SOLDADURA. 20/07/2017, de CARMONA Sitio web: https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web &cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwinOWehpnVAhVB1CYKHfjlCegQFggzMAI&url=http%3A%2F %2Fetesis.unab.cl%2Fxmlui%2Fbitstream%2Fhandle%2Ftesis %2F621%2FCarmona_CA_La%2520Radiograf%25C3%25ADa %2520como%2520M%25C3%25A9todo%2520de_2013.pdf%3 Fsequence%3D3&usg=AFQjCNFH5vT5cv6EWJcQik5nyna5s1 FoEw

David Roberto Mallahuari Zeas Was born in Cuenca, Ecuador. He is a student of Automotive Engineering, currently a fourth cycle student at the Universidad Politecnica Salesiana, graduated from college Técnico Salesiano in the year 2015-2016.

Carlos Ayrton Jaramillo Andrade (Cuenca, Ecuador, October 22, 1997) Student at the Politecnica Salesiana University, graduated from the Tecnico Salesia no College