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• Carlos Flores

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INTRODUCCIÓN La importancia de realizar un ensayo no destructivo por medio del ultrasonido es detectar fallas internas en las piezas como por ejemplo poros, grietas, etc. En el presente informe se tratará de explicar todo el proceso de cómo realizar un buen ensayo por ultrasonido, en el laboratorio de TECSUP se aplicó el proceso en aceros para medir tanto su espesor como también detectar las fallas posibles que se puedan detectar todo esto gracias al equipo de ultrasonido, el palpador y el acoplador. Finalmente se dará a conocer los resultados obtenidos en este proceso, las observaciones que logramos detectar en conjunto con el procedimiento. Por lo tanto, determinar sus respectivas conclusiones al realizarlo.

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I. OBJETIVOS: 1.1.

Detectar grietas y fallas internas en los materiales habilitados en el laboratorio

1.2.

Poder medir el espesor de los materiales habilitados en el laboratorio

1.3.

Identificar los fundamentos del Ultrasonido para detectar fallas en componentes industriales.

II. MATERIALES Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

Equipo de ultrasonido DIGITAL OLYMPUS

Probeta de acero para medir espesores

Transductor

Probeta de acero para medir espesores

Acoplador de aceite lubricante

Probeta de acero para detectar fallas

III. MARCO TEÓRICO Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

III.1.

Ensayo no destructivo por ultrasonido: Los ultrasonidos son muy aplicados en ensayos no destructivos para identificar y detectar fallas internas, además es muy importante porque se pueden medir espesores de piezas metálicas sin necesidad de un vernier.

III.2.

Principio: Se emplea un palpador que funciona como emisor y receptor gracias a un acoplamiento que puede ser aceite entre otros. Además, Cuando un impulso es introducido en un material homogéneo, este atravesará todo el material hasta llegar a la superficie opuesta, donde existe una interfase (pieza-aire). Por lo tanto, Si la pieza tiene una discontinuidad, al tener esta una impedancia acústica distinta, constituye una interfase y el impulso es reflejado.

III.3.

Transductores: El palpador es muy importante puesto que si posee buen poder resolutivo los ecos de fondo aparecen perfectamente separados entre sí, en la pantalla del equipo de ultrasonido de lo contrario los ecos obtendrán más anchura. Algunos Palpadores pueden ser B= Titanato de bario, Q= Cristal de cuarzo y K= cristales especiales.

III.4.

Ventajas de realizar un ensayo por ultrasonido:

III.4.1. Alta sensibilidad, lo que permite la detección de fallas muy pequeñas. III.4.2. Gran potencia de penetración, permitiendo la examinación de secciones extremadamente gruesas. III.4.3. El resultado de la inspección es instantáneo, produciéndose en tiempo real. III.4.4. Los equipos utilizados son portables, es decir pueden trasladarse fácilmente. III.5.

Desventajas de realizar un ensayo por ultrasonido:

III.5.1. El costo del equipo de ultrasonido es muy caro. III.5.2. A veces suceden problemas de exploración y acoplamiento.

IV. PROCEDIMIENTO Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

1. Para iniciar con el proceso de medición del espesor de las probetas de acero y/o alguna discontinuidad de la pieza, se hace la calibración del equipo para lo cual existen patrones de espesor.

CALIBRACIÓN 2. Luego se realizan los trabajos de medición, en el cual primeramente se identifica el rango de la pieza (tecla RANGE), seguidamente modificar la amplitud para que se note mucho mejor el inicio y el final del espesor de la pieza (tecla GAIN).

HALLANDO EL RANGO DEL MATERIAL Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

3. Para hacer la medición correspondiente se utiliza un palpador y aceite que permite acoplar el material y el transductor que en nuestro caso es de tipo recto. 4. Seguidamente se mide el espesor de los materiales y/o discontinuidades que se puedan determinar. 5. Este tipo de ensayo no solo sirve para determinar si el material tiene una interrupción, sino que también para medir el espesor de una pieza si es que no contamos con un pie de rey. 6. Se midió el espesor de cada pieza y luego se midió con un pie de rey, para comprobar si la medición era correcta.

E ESPESOR DE CADA PIEZA DEL MATERIAL Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

MEDICIÓN DE ESPESOR DE CADA PIEZA DEL MATERIAL

V. RESULTADO DE LABORATORIO:  Primero, al calibrar el ultrasonido calculamos este objeto cuyo cuerpo está formado como escalones de la escalera; de esta manera se obtuvo los datos como referencia el pie de rey (de color rojo) y también del ultrasonido (de color azul).

Figura 5: Primer objeto. Fuente: propia(avendaño flores)

 Se aprecia que en los 3 de la izquierda nos da fuera de escala, que se debe al grosor del material. No se encontró inperfecciones en el interior del metal.  En este paso se obtuvo los datos de los metales circulares la cual estan enumeradas solo los puntos que presentan un mayor grosor y muestra un valor medible. Aparte de ello, los 9 datos presentan alguna inperfección en la subsuperficie del componente. 1) 10,11 mm.

9)

2) 5,55 mm. 3) 10,4 mm. 4) 6,24 mm. 5) 16,0 mm. 6) 7,61 mm. 7) 19,92 mm. 8) 8,61 mm. Figura 6: Segundo objeto. 5,3 mm.

Para este no fue necesario usar pie de rey. Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

 Con este objeto, semejante a la primera, si se utilizó pie de rey de color rojo y el ultrasonido de color azul y se observó que en los 5 datos se obtuvo un valor casi igual entre ambas mediciones. No se encontro ningun defecto en el interior del metal.

Fuente: propia

 Por último, se logró medir el orificio que se encentra interno en el material y que por los dos métodos se obtuvo el valor aproximado, relacionando los datos y calculando su error porcentual llegamos a 0,15%; a ello se define que es mínima la variación de distancia con respecto a la imperfección .

Figura7: Tercer objeto.

Figura8: Tercer objeto.

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Fuente: propia

 Comprobando la eficacia del ensayo de ultrasonido.

E=

5,8−5,45 ∗100=6,03 5,8

E=

9,5−9,61 ∗100=1,15 9,5

E=

11,56−10,98 ∗100=5,01 11,56

E=

13,81−13,98 ∗100=1,23 13,81

E=

16,55−16,34 ∗100=1,27 16,55

La medición es correcta debido a que el error porcentual es menor al 5%.

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VI. RECOMENDACIONES  Se recomienda no manipular la maquina ultrasónico por lo que se podría des configurar y no llegar a una conclusión esperada de las mediciones o fallas.  Por otro lado, la barra (de color rojita que sale en la pantalla) se debe colocar en el centro de guanacias para tener una medicación más exacta y el rango es necesario que este bien calibrado con el patrón de medidas.  Además, el palpador tiene que ser adecuado para el material que se va a analizar las fallas, ya sea por sus ángulos, espesores.

VII. OBSERVACIONES 

se observó que el ultrasonido no puede detectar fallas en el material si el espesor es mínimo. Del mismo modo, el ultrasonido no detecta nada sino esta con un líquido entre el material y el palpador.



Así mismo, si la falla está casi al otro extremo la maquina ultrasónica ya no lo detecta, lo tomo como el final. Además, cuando estás pasando el palpador de pronto aparece una excitación, eso nos indica una falla.

VIII. CUESTIONARIO Laboratorio de Tecnología de Materiales Página

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a) ¿Qué tipo de fallas se pueden detectar por el método de ultrasonido?  Detecta fallas internas, en el material a investigar. b) Indique dos desventajas que puede traer consigo en ensayo de ultrasonido  No te indica con exactitud a que distancia se encuentra la falla interna con respecto a la superficie  Las piezas que son ásperas, irregulares en forma, muy pequeña o fina, o no homogéneos son difíciles de examinar. c) Grafique como se puede determinar la profundidad de una falla

d) ¿Cuál es el propósito de usar acoplante el ensayo?  Facilitar la transmisión entre el palpador y la pieza a inspecciona

IX. CONCLUSIONES

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En el presente laboratorio de ensayos no destructivos por ultrasonido se concluyó, que estos pueden detectar fallas o discontinuidades profundas, con el equipo de ultrasonido digital. Por otra parte, es muy importante usar un adecuado acoplamiento, transductor y el equipo de ultrasonido, donde se tiene que calibrar, posteriormente identificar las fallas, en la cual se observó que no detecta discontinuidades de un material de un pequeño grosor, ya que en esta se puede usar el ensayo de partículas magnéticas. El equipo tiene que estar calibrado con un patrón para estandarizar la calibración, posteriormente darle un uso correcto siempre teniendo en cuenta el rango y luego observar los revotes inicial y final, al centro de este si existe fallas se observa un revote del defecto. Finalmente, tiene sus desventajas de usar este ensayo, como el costo elevado del equipo de ultrasonido, no puede detectar fallas en material de muy pequeño grosor y las ventajas son que solo se necesita una superficie del material, ya que podemos utilizar en tuberías o tanques cerrados, el equipo es portátil, es eficiente, el resultado que nos muestra es instantáneo, lo cual nos ahorraría demasiado tiempo.

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X. BIBLIOGRAFÍA .  TECSUP. (2016). Guía de laboratorio 6 de Ensayo no destructivo por Ultrasonido Lima: Tecsup.  Campus.edu.pe Tecnología de materiales avanzado – Unidad 03

 http://www.raquelserrano.com/wpcontent/files/ciencias_t8.4_ultrasonido s.pdf

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