10. decima sesion-ensayos no destructivos

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Ing. JorgeAlvarez Espinoza

DEFINICION
-
- uconti nenta l.edu.pe

DEFINICION
-
• Se denomina ensayo no destructivo
(también llamado END, o en inglés
NDT de non destructive testing) a
cualquier tipo de prueba practicada
a un material que no altere de
forma permanente sus propiedades
físicas, químicas, mecánicas
dimensionales.

DEFINICION
-
• Como concepto, un Ensayo No
Destructivo consiste en la aplicación
de ciertas pruebas sobre un Objeto,
para verificar su Calidad sin
modificar sus propiedades y estado
original.

DEFINICION
• Estas pruebas, permitirán detectar
y evaluar discontinuidades o
propiedades de los materiales sin
modificar sus condiciones de uso o
aptitud para el servicio.
-
- ucontinental.edupe

FUNDAMENTOS
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FUNDAMENTOS
• Los END están basados en
principios físicos y de su aplicación
se obtienen los resultados
necesarios para establecer un
diagnóstico del estado o de la
Calidad del objeto inspeccionado.
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FUNDAMENTOS
• Los resultados no se
forma absoluta, si no
interpretados a partir
muestran en
que deben
de las
se
indicaciones propias de cada
método.
-

OBJETIVOS
-

OBJETIVOS
TECNICOS
•
•
Asegurar Calidad y Confiabilidad.
Contribuir al desarrollo de
materiales.
Controlar los procesos de
fabricación.
Mantener uniformidad de productos.
Realizar seguimientos predictivos..
•
•
•
-

OBJETIVOS
SEGURIDAD
Prevenir accidentes.
o
-

OBJETIVOS
ECONOMICOS
Producir beneficios
o
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TIPOS DE PRUEBAS
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TIPOS DE PRUEBAS
-
- ucontinental.edu.
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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
SUPERFICIALES
PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
VOLUMÉTRICAS
PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS DE
HERMETICIDAD
Inspección Visual Radiografía Industrial Pruebas de Fuga
Líquidos Penetrantes Ultrasonido Industrial Pruebas por Cambio de Presión
(Neumática o hidrostática).
Partículas Magnéticas Emisión Acústica Pruebas de Burbuja
Pruebas por Espectrómetro de
Masas
Pruebas de Fuga con Rastreadores
de Halógeno

AREAS DE APLICACIÓN
-

CONTROL DE CALIDAD
Detección de discontinuidades
defectos.
Caracterización de materiales.
Metrología dimensional.
y
o
o
o
-

EQUIPOS.
MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES Y
Establecer condiciones de
trabajo en estructuras y
componentes.
o
Establecer condiciones
residual de equipos.
de vida
o
-
- ucontinenta l.edupe

Respaldo para el estudio
y preservación de
o
patrimonios culturales.
o
-
- uconti nenta
l.edu.pe

ENSAYOS
CONDICIONES
NO DESTRUCTIVOS
DE APLICACIÓN
Los métodos NO son de
APLICACIÓN GENERAL sino
Específica.
NO EXISTE ningún método
que pueda abarcar todo el
espectro de aplicaciones.
o
o
-
- uconti
nental.edu.pe

ENSAYOS
CONDICIONES
NO DESTRUCTIVOS
DE APLICACIÓN
NO EXISTE ningún método
que pueda abarcar todo el
espectro de aplicaciones.
Su selección depende de la
INFORMACION que se
necesite con respecto al
TIPO y ESTADO del material.
o
o
-

ENSAYOS
CONDICIONES
NO DESTRUCTIVOS
DE APLICACIÓN
oLas propiedades de los materiales y
su estado LIMITAN la aplicación de
los métodos..
-

ENSAYOS NO
METODOLOGIA DE
Aplicación de un campo de energía.
DESTRUCTIVOS
APLICACIÓN
•
•
•
•
•
Luz visible.
Transporte de materia.
Campos eléctricos y magnéticos.
Radiaciones electromagnéticas.
Propagación de ondas elásticas.
-

APLICACIÓN
METODOLOGIA DE
• Interacción del campo de energía
con el material.
Detección de los cambios del
campo de energía.
Procesamiento de la información.
Registro de los resultados
•
•
•
-

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE UNA TECNICA




Características del diseño.
Proceso de fabricación.
Tipo de defectología.
Materiales a examinar.
-
-
-
Ferrosos / No ferrosos.
Magnéticos / No magnéticos.
Conductores / No conductores.
-
Especificaciones del Ensayo.

 Acabado superficial.





Accesos.
Temperatura.
Umbral de detección exigido.
Nivel de aceptación o rechazo.
Trazabilidad, repetitividad y
reproducibilidad.
Documentación del ensayo.

-
Superficie a inspeccionar.



Ensayos de laboratorio.
Inspecciones en obra, en línea de
producción o en servicio.
Operación manual o automatizada.
Disponibilidad de técnicas
alternativas.
Tiempo disponible.



-
Condiciones de ensayo.

Cantidad y calificación de los operadores.
Insumos requeridos.
Complejidad y costo del equipamiento.
Consumo de energía.
Tiempo de preparación de los dispositivos
de ensayo.
Costo de la seguridad industrial.
Costos de tratamiento de residuo.
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e
Requisitos económicos.

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS
Análisis de vibraciones.
Emisión acústica.
Extensometría y tensiones
residuales.
Métodos ópticos.
Termografía infrarroja.
-
Métodos Especiales

CLASIFICACIÓN DE MÉTODOS
Métodos ópticos.
Georadar.
-
Métodos Nuevos

-
TECNICAS DE INSPECCIÓN

-
• Los Ensayos no destructivos se divide en:
- Técnicas de Inspección Superficial.
- Técnicas de Inspección Volumétrica
- Técnicas de Insp0ección de la
Integridad o hermeticidad.
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN
Pacómetro

-
o Mediante éstas se comprueba la integridad
superficial de un material.
o Por tal razón su aplicación es conveniente
cuando es necesario detectar
discontinuidades que están en la
superficie, abiertas a ésta o a
profundidades menores de 3 mm.
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN SUPERFICIAL

-
o Este tipo de inspección se realiza por medio
de cualquiera de los siguiente Ensayo no
Destructivos:
- Inspección visual (VT)
- Líquidos penetrantes (PT)
- Partículas Magnéticas (MT)
- Electromagnetismo (ET)
- Corrientes Inducidas.
- Termografía.
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN SUPERFICIAL

-
o Su aplicación permite conocer la integridad
de un material en su espesor y detectar
discontinuidades internas que no son
visibles en la superficie de la pieza.
o Este tipo de inspección se realiza por medio
de cualquiera de los siguientes ensayos.
- Radiografía Industrial (RT).
- Ultrasonido Industrial (UT).
- Radiografía Neutrónica (NT)
- Emisión Acústica (AET)
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN VOLUMÉTRICA

-
o Son aquellas en las que se comprueban la
capacidad de un componente o de un
recipiente para contener un fluido (líquido
o gaseoso) a una presión superior, igual o
inferior a la atmosférica, sin que existan
pérdidas apreciables de presión o volumen
del fluido de prueba en un periodo
previamente establecido.
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN DE LA INTEGRIDAD O HERMETICIDAD

-
o Este tipo de inspección se realiza empleando cualquiera de los siguientes ensayos:
- Pruebas por cambio de presión: Hidrostática y Neumática
- Pruebas por pérdida de fluido: Cámara de burbujas, Detector de Halógenos,
Espectrómetro de Masas, Detector Ultrasónico, cámara de vacío.
TÉCNICAS DE INSPECCIÓN DE LA INTEGRIDAD O HERMETICIDAD

LIQUIDOS PENETRANTES
-
• Se utiliza para detectar e
identificar discontinuidades
presentes en la superficie de los
materiales examinados.
• Generalmente se emplea en
aleaciones no ferrosas, aunque
también se puede utilizar para la
inspección de materiales ferrosos
cuando la inspección por partículas
magnéticas es difícil de aplicar.
• En algunos casos se puede utilizar
en materiales no metálicos.

-
• El procedimiento consiste en aplicar un
líquido coloreado o fluorescente a la
superficie en estudio, el cual penetra en
cualquier discontinuidad que pudiera existir
debido al fenómeno de capilaridad.
• Después de un determinado tiempo se
remueve el exceso de líquido y se aplica un
revelador, el cual absorbe el líquido que ha
penetrado en las discontinuidades y sobre la
capa del revelador se delinea el contorno de
éstas.

-
CARACTERISTICAS
• Habilidad para penetrar orificios y aberturas
muy pequeñas y estrechas.
• Habilidad de permanecer en aberturas
amplias.
• Habilidad de mantener color o la
fluorescencia.
• Habilidad de extenderse en capas muy finas.
• Resistencia a la evaporación.

-
• De fácil remoción de la superficie.
• De difícil eliminación una vez dentro de la
discontinuidad.
• De fácil absorción de la discontinuidad.
• Atoxico.
• No tiene olor.
• No corrosivo.
• Anti inflamable.
• Estable bajo condiciones de almacenamiento.
• Costo razonable.

-
PROCESO DE APLICACION

-

-
VENTAJAS DESVENTAJAS
Muy económico Solo detecta fallas superficiales
Inspección a simple vista Difícil establecimiento de patrones
No se destruye la pieza La superficie a inspeccionar debe estar limpia y sin
recubrimientos
Se obtiene resultados inmediatos. No se puede inspeccionar materiales demasiado
porosos

-
PRUEBAS DE FUGA
• Las pruebas de detección de
fugas son un tipo de prueba no
destructiva que se utiliza en
sistemas o componentes
presurizados o que trabajan en
vacío, para la detección,
localización de fugas y la medición
del fluido que escapa por éstas.
• Las fugas son orificios que
pueden presentarse en forma de
grietas, fisuras, hendiduras, etc.,
donde puede recluirse o
escaparse algún fluido.

-
PRUEBAS DE FUGA
• La detección de fugas es de gran importancia, ya que una fuga
puede afectar la seguridad o desempeño de distintos
componentes y reducen enormemente su confiabilidad.

-
PRUEBAS DE FUGA
• Para prevenir fugas de materiales que
puedan interferir con la operación de
algún sistema.
• Para prevenir fuego, explosiones y
contaminación ambiental, o daño al ser
humano.
• Para detectar componentes no confiables
o aquellos en donde el volumen de fuga
exceda los estándares de aceptación.
Objetivos de las Pruebas de Fuga

-
PRUEBAS DE FUGA
• Recipientes y componentes herméticos
• Sistemas herméticos
• Recipientes y componentes al vacío
• Sistemas generadores de vacío
Sistemas Donde se Aplican Pruebas de Fuga

-
PRUEBAS DE FUGA
• Ultrasonido
• Por Burbujeo
• Por Tintas Penetrantes
• Por Medición de Presión
• Por Detección de Halógenos (Diodo de Halógeno)
• Por Espectrómetro de Helio
• Con Radioisótopos trazadores
Métodos Empleados

-
TÉCNICAS DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARA EL CONTROL DE MATERIALES Y
DE ESTRUCTURAS DE INGENIERIA CIVIL

-
• La detección magnética de
armaduras es una técnica
experimental que en la mayoría de
los casos es una técnica preliminar,
para la realización de pruebas
experimentales en obras de
hormigón armado, para comprobar
la consistencia entre aceros y para el
desarrollo de las investigaciones de
mampostería.
Detección magnética de armaduras

-
• De hecho, con el fin de realizar las
investigaciones con martinetes
planos (gatos planos) en
mampostería, es útil para verificar la
ausencia de cualquier elemento que
pertenece a las instalaciones (agua,
luz, cableado en general), así como
eventuales varillas de acero.

-
• Semejante, y tal vez de mayor
importancia, es la verificación de la
ausencia de varillas de acero cuando
se trabaja en obras de hormigòn
armado; en relaciòn a los
argumentos que seràn tratados a
continuaciòn tanto el ensayo con
escleròmetro, que los ultrasonidos,
pueden ser altamente influenciados
por las barras de refuerzo presentes
en la estructura.

-
• La técnica de ensayo no destructiva
con método magnético tiene como
finalidad principalmente la
detección de la presencia, la
dirección y el diámetro de las barras
de acero dentro de los elementos de
hormigón armado, propinando, el
espesor de la capa de hormigón y la
distancia entre las varillas de acero.

-
• Por supuesto, la técnica permite
detectar elementos metálicos en
general, y por lo tanto, puede ser
aplicada sobre elementos de
mampostería, para detectar la
presencia de instalaciones y
circunscribir áreas libres para poder
realizar las pruebas siguientes que
requieren esta circunstancia.

-
• Sin duda, para ambos tipos de
construcción, este tipo de ensayo
permite llevar a cabo el importante
objetivo de localizar partes de
estructuras libres de interferencias y
listas para dar cabida a las pruebas
de ensayos no destructivos

-
• La herramienta que se utiliza
comúnmente es el Pacómetro, que
utiliza los principios de la inducción
magnética.
• En una primera fase, la sonda de
búsqueda, que contiene dos
bobinas, recibe un pulso de
corriente que hace que un campo
magnético magnetize el elemento
metálico presente sin corrientes
parásitas (corrientes de Foucault).
Pacómetro

-
• Agotado el pulso, las corrientes de
Foucault empiezan a disolver la
creación del campo magnético de
intensidad reducida como "eco" del
pulso inicial .
• La técnica de ensayo con pacómetro
es reglamentada con los estándar
británicos de la BS 1881:2004, y a
través de las normas UNI
13860:2004 y UNI EN 1992-1-1:2005.
Datos Pacométricos

-
• Las técnicas que se utilizan para
la caracterización mecánica del
hormigón de edificios de nueva
construcción y existentes:
- El método esclerométrico;
- El método de ultrasonidos.
Técnicas de ensayos del concreto

-
• El método nace, así como todas
las técnicas de ensayos no
destructivos, como tecnica
comparativa.
• En la práctica, se obtiene un
índice de rebote que, sin ningún
tratamiento del dato, permite la
comparaciòn de los materiales
“in situ”.
Método esclerométrico (Martillo de rebote).
Método esclerométrico

-
• La eficacia del método se basa
en un valor de rebote que en las
estructuras existentes, sin duda
permite reunir en familias los
tipos de concreto y, como
resultado, reconocer las partes
estructurales de la obra que
fueron realizadas con el mismo
tipo de hormigón.

-
• En las estructuras existentes,
además, los índices de rebote
correctamente correlacionados
con los que se obtienen con la
prueba a compresión de probetas
de concreto, proporcionan
evaluaciones objetivas sobre la
resistencia a la compresión del
concreto.

-
• El método esclerometrico hoy en
día, es un tipo de ensayo muy
común, debido tanto a su
presencia y uso en el campo de la
ingenieria civil desde hace varios
años, tanto al costo del ensayo
que es relativamente bajo.

-
• Este tipo de método nace, como
el esclerométrico, como estudio
comparativo y provee la velocidad
de tránsito de un pulso dentro del
hormigón, que sin ningún
tratamiento del valor adquirido,
permite la homogeneización del
material in situ y la identificación
de miembros de soporte hechos
del mismo material.
Método de ultrasonidos
Método de ultrasonido

-
• El método ultrasónico, en
comparación con el esclerometrico,
ofrece la ventaja de investigar a
fondo la parte de estructura
examinada.

-
• También en este caso, la estimación
de la resistencia a la compresión del
hormigón, se obtiene mediante el
uso de curvas de correlación, ya que
el parámetro proporcionado por la
prueba, es decir, la velocidad de
propagación de los ultrasonidos, no
está directamente asociado con la
resistencia.

-
• En la muestra de concreto, los
transductores pueden estar
dispuestos en tres posiciones
diferentes y se definen así los
métodos de lectura:
- método de transmisión directa;
- método de transmisión semi-directo
- método de transmisión indirecta.

-
Método de lectura de la técnica de ensayos con ultrasonido

-
• La caracterización mecánica de la
mampostería es a menudo un
problema difícil de resolver debido a
la heterogeneidad de los materiales
“in situ”.
• La solución a este problema, podría
ser proporcionada por las
investigaciones llevadas a cabo en el
laboratorio en probetas tomadas en la
estructura considerada.
Técnicas de ensayos “in situ” de estructuras de mampostería

-
• Esta solución, sin embargo, en
general, parece ser prohibitiva en
términos de costos y poco fiable
debido a las perturbaciones causadas
a la probeta durante la extracción y el
transporte al laboratorio.
• Además, este tipo de procedimiento
es imposible de aplicar cuando se
trata de estructuras de valor histórico,
una característica que impide
cualquier daño, aunque de carácter
Técnicas de ensayos “in situ” de estructuras de mampostería

-
• La investigación se basa en el uso de un martillo instrumentado (es decir, equipado con una
celda de carga en la parte que impacta conectada a un sistema de adquisición, que permite el
ajuste de la función de tiempo-amplitud de la fuerza ejercida en el impacto) que es la fuente
de la onda acústica, que generalmente ofrece una gama de frecuencias por debajo de 10 kHz,
generada por el impacto del martillo sobre la superficie de ensayo.
Medición del eco producido por impacto

-
• La energía mecánica se transforma en energía acústica y vibratoria y la onda se propaga en la
mampostería investigada. Las ondas de compresión, por su mayor velocidad que la de corte y
por su mayor energía en la dirección del impacto, son las que generalmente se miden en las
pruebas sónicas.

-
• La propagación de la onda en el material será influenciada por la geometría de la sección y por
las características físico-mecánicas del material atravesado.
• Cada prueba consiste, por lo tanto, en una lectura detallada y localizada alrededor de la región
de material, donde se coloca la estación transmisora y la estación receptora.

-
• Para superar esto, en materiales fuertemente no homogéneos, tales como unidades de
mampostería, se predisponen más estaciones de medición dentro de las zonas homogéneas,
dando el pulso en los nudos de redes con un tamaño de malla adecuado.

-
• La técnica de los gatos planos, a
diferencia de otros métodos de
ensayos no destructivos, permite
evaluar experimentalmente y
directamente, algunos parámetros
mecánicos de la mampostería y
establecer la carga estática de los
muros, en referencia al estado de
tensión normal.
Martinetes planos o gatos planos

-
• En particular, el uso de un único
gato se utiliza para determinar el
estado de esfuerzo de ejercicio al
que esta sometido la mampostería,
mientras que el uso de dos gatos
planos permite, a través de una
prueba de compresión llevada a
cabo “in situ”, evaluar la tensión de
ruptura y el módulo elástico del
sistema mortero – elementos de
piedra o ladrillos
Martinetes planos o gatos planos

-
• Este método permite solo la
evaluación de la tensión vertical
presente en una pared de
mampostería.
Ensayo de gato plano simple

-
• La técnica del ensayo se basa de
poner a cero las tensiones en la
superficie de un corte hecho en la
mampostería: esto produce el cierre
parcial de la abertura, que se
detecta a través de medidas de
convergencia entre los pares de
puntos puestos arriba y debajo de
ella; la distancia entre estos puntos
se mide antes de la ejecución del
corte.
Ensayo de gato plano simple

-
• La técnica de los gatos planos
permite trazar las características de
deformación de la mampostería “in
situ”, tales como el módulo de
elasticidad E, el coeficiente de
Poisson, la tensión primera y última
de agrietamiento.
Ensayo de gatos planos dobles

-
• Durante la prueba, se hacen dos cortes que permiten identificar una
porción significativa de material a fin de someterla, con la inserción de
dos gatos hidraulicos (Fig.), a una carga de compresión conocida
Ensayo de gatos planos dobles

-
APLICACIONES Y EJEMPLOS

-
FIN

10. decima sesion-ensayos no destructivos

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