1. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
37
UNIDAD III
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
1. INTRODUCCIÓN
El aprovechamiento cada vez mayor de los materiales, y por ende, de los
elementos elaborados con los mismos, convierte en obligatorio el control de toda
la producción, y no solo de los especimenes ensayados de acuerdo con el
muestreo estadístico. Dicho ensayo por su propia índole, puede resultar
totalmente satisfactorio a pesar de existir un gran porcentaje de piezas falladas
debido a que por los métodos avanzados de cálculos y los coeficientes de
seguridad mas bajos, dichas piezas con las a veces imperfecciones internas, no
poseen el margen de seguridad necesario para hacer frente con éxito a cualquier
contingencia.
2. IMPORTANCIA
En todo proceso industrial existen varias fases que hacen necesaria la
intervención de algún tipo de ensayo no destructivo. Cada proceso de
elaboración de un cierto producto impone realizar el control de fabricación
mediante el cual se pueden detectar aquellos elementos que presentan fallas.
Dicho proceso de fabricación se puede efectuar:
a) Durante la fase de elaboración, por el fabricante, quien de ese modo se ciñe
a las normas de elaboración ya sea generales o particulares, que tienen en
cuenta las condiciones que impone el mercado.
b) Durante la fase de recepción, por el usuario, quien realiza una inspección del
producto de acuerdo a las normas generales o las cláusulas particulares
convenidas de antemano por el y el fabricante.
Los dos controles citados permiten la detección inmediata de las piezas falladas,
de modo tal que estas puedan ser retiradas antes de ponerlas en servicio para
ser mejoradas o destruirlas.
3. CLASIFICACIÓN
Los ensayos no destructivos se pueden clasificar en ensayos no destructivos de
corta duración y en ensayos no destructivos de larga duración.
Los primeros realizan determinaciones en un momento específico, de duración
reducida. Pueden o no repetirse de acuerdo con las necesidades o la índole del
material o la estructura.
2. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
38
Los ensayos no destructivos de larga duración son aquellos que se prolongan en
el tiempo y sirven de elemento de control y vigilancia permanentes del
funcionamiento de maquinas y de estructuras.
4. DETECCIÓN DE FALLAS POR MEDIO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
Los principales ensayos no destructivos tienen por finalidad descubrir y ubicar
defectos o fallas que se originan en el interior de los materiales y las piezas
fabricadas con dichos materiales.
Las fallas principales que suelen presentarse en los productos metálicos son:
Costuras, es decir, grietas longitudinales originadas durante el laminado de
barras, chapas, etc.
Grietas de temple, que son aquellas que se originan en los procesos de
tratamiento térmico p. ej. en zonas de cambio de tensión
Fallas superficiales, que son las que aparecen en la superficie, si bien, suelen
ser invisibles a simple vista.
Fallas superficiales, que son las que se presentan en forma de porosidades e
inclusiones por debajo de la superficie de los elementos.
Grietas por fragilización y fatiga, que son las que se originan por acción
química y envejecimiento mecánico, las primeras, y por solicitaciones
dinámicas reiteradas con o sin proceso de corrosión, las segundas.
Los ensayos con los que se cuenta para la detección de fallas se pueden agrupar
del modo siguiente:
Ensayos macroscópicos
Ensayos magnéticos
Ensayos magneto-acústicos
Ensayos electromagnéticos
Ensayos sonidos
Ensayos ultrasónicos
Ensayos por medio de rayos X (exografía)
Ensayos por medio de rayos gamma (gammagrafía)
Si se toma como base la profundidad de penetración de cada uno de estos
procedimientos de ensayos en los metales Fe, Cu y Al, se puede establecer la
siguiente comparación en lo que respecta al alcance de cada uno de ellos.
3. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
39
> 1,5 mm
< 10000 um Fe-Al-C
< 300 mm < 200 mm
Fe Cu
20 - 100 mm
Fe
20 - 100 mm 50 - 300 mm
Fe Al
< 30 mm < 50 mm
Fe Al
8 - 20 mm
Fe
10 - 100 mm 5 - 50 mm
Fe Cu
1 - 5 mm
Fe
1 - 50 mm
Fe
50 - 500 mm
Fe
5. PRUEBA DE FISURAS (TINTES PENETRANTES)
Los ensayos macroscópicos suelen designarse también ensayos con tintes
penetrantes. Estas sirven para localizar fallas con salida a la superficie, o sea
fallas cutáneas. Su observación se hace a ojo desnudo, sin recurrir a dispositivos
de ninguna naturaleza por lo que constituye un simple método para detectar
fallas superficiales sin poder definir su abertura ni profundidad.
Estos ensayos pueden aplicarse a materiales metálicos o no metálicos
En materiales metálicos pueden detectarse fallas producidas por defectos de
forja, laminación, colado mecanización.
Entre las fallas que se pueden detectar tenemos: Grietas, costuras, solapes y
falta de adhesión en las uniones soldadas.
La técnica que se sigue en general para un ensayo macroscópico es el siguiente:
1. Las piezas a examinar deben estar limpias y secas.
2. Se pintan o impregnan con un líquido fuertemente coloreado o
fluorescente.
3. Pasados unos minutos de la operación anterior, se limpia el excedente
del líquido colorante con lo cual este habrá quedado retenido en la
grieta o falla.
4. Se cubre la superficie examinada con un revelador, generalmente
blanco.
4. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
40
5. El revelador absorbe el colorante de la grieta, señalándola nítidamente.
Un buen líquido penetrante debe tener las siguientes características:
a) Penetrar prontamente en las aberturas muy estrechas.
b) Ser capaz de mantenerse en las aberturas relativamente gruesas.
c) No evaporarse o secarse muy rápidamente.
d) Ser removido fácilmente de la superficie a la cual fue aplicado.
e) Aflorar de las discontinuidades, cuando el revelador es aplicado.
f) Tener la habilidad e expandirse en capas muy delgadas como del borde de
una abertura muy estrecha.
g) Tener gran brillantez de color o fluorescente, aun en capas muy delgadas.
h) Tener permanencia de color al ser expuesto al calor, la luz o la luz negra.
i) Ser inactivo con respecto a los recipientes y a los materiales que están
siendo probados.
j) Ser inodoro.
k) No ser inflamable.
l) Ser estable en condiciones de almacenaje y uso.
m) No tóxico.
n) De bajo costo.
Las operaciones citadas se pueden efectuar de diversas maneras. Una de ellas
consiste en sumergir la pieza en kerosén o petróleo a una Temp. de 150 °C secar
la superficie y cubrirla a continuación con talco, previo golpeteo de la pieza con
martillo, lo cual favorece la exudación del petróleo. Las fallas aparecen en
correspondencia con las zonas húmedas del talco.
La eficacia de este procedimiento depende de la geometría de la abertura y del
tamaño y limpieza de la superficie. En efecto el líquido penetrante actúa por
capilaridad y viscosidad, interviniendo también la tensión superficial de los que
dependen la velocidad y la extensión de la penetración del líquido colorante.
Si durante su funcionamiento la pieza ha estado sumergida en aceite, las fisuras
pueden descubrirse a simple vista secándola previamente. Las fisuras aparecen
por efecto de la exudación que se produce en su correspondencia, luego de la
operación de secado.
En algunos casos las fisuras presentan en los bordes manchas rojizas de óxidos
que se han formado por frotamiento reiterado de los bordes. Para aumentar la
percepción de dichas manchas puede recurrirse a la luz amarilla. En lugar de
petróleo se puede aplicar aceite caliente, donde se sumerge la pieza a examinar
durante algunas horas. Luego se limpia con nafta, se seca y se pinta con cal. Las
manchas de aceite en la cal indicaran la ubicación de las fisuras.
Los procedimientos descritos se aplican a los materiales ferrosos. Pero la
detección d fisuras invisibles, porosidades, costuras y otros defecto con salida a
la superficie pueden extenderse también a materiales tales como aluminio,
magnesio bronce, tungsteno, carburos, plásticos, cerámicos vidrios y otros.
5. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
41
Comercialmente y a modo de ejemplo presentaremos algunos productos
desarrollados por la Magnaflux Corp. cuyos líquidos penetrantes denominados
“Zyglo” y “Zyglo-Pentrex” hacen brillar las fallas con fluorescencia bajo luz negra.
Esos penetrantes se pueden aplicar por inmersión, pintado con pincel o
sopleteando la pieza en estudio. El exceso de penetrante se elimina mediante
lavado con agua, y luego se deja secar la pieza. a continuación se aplica sobre
la superficie un polvo seco o una suspensión acuosa que actúa como revelador al
absorber el penetrante de las fallas. Bajo la luz negra se perciben claramente
todas las imperfecciones.
La composición de algunos de los líquidos empleados en la técnica de los tintes
penetrantes son:
1. Penetrante. Colorante inorgánico (soluble en aceite) 2%,
hidrocarburo aromático 58%, plastificante 40%.
Revelador. Polvo fino inorgánico 15%, hidrocarburo aromático 15%,
solvente de alcohol 70%.
Removedor. Mezcla de hidrocarburos aromáticos 100%.
2. Penetrante. Colorante inorgánico (soluble en aceite) 2%, bencenos
alkidicos 32%, nafta de petróleo 56%, polioxietileno-alkil-pentil-eter
10%.
Revelador. Polvo fino inorgánico 15%, hidrocarburo aromático 15%,
solvente de alcohol 70%.
Esta fórmula da un producto lavable con agua.
Figura 1.
7. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
43
6. PRUEBAS CON RAYOS ROENTGEN
Los rayos roentgen penetran a través de la mayoría de los materiales. Según sea
la resistencia que encuentren en su camino a través de la pieza ennegrecen más
o menos intensamente una película dispuesta detrás de aquella o dan sobre una
pantalla una imagen sombreada que por medio de un amplificador y un
dispositivo óptico adecuado puede hacerse bien visible. Las cavidades burbujas
gaseosas o grietas se hacen visibles por la menor densidad del material que
suponen, mediante un mayor ennegrecimiento de la película o mediante la
presencia de sitios claros sobre la pantalla.
Las escorias ejercen influencia distinta según sean más densas que el material
base o que sean porosas. El límite de penetración para los rayos roentgen es con
el acero de 80 mm, con el cobre de 50 mm y con el metal ligero de 400 mm.
Diversos materiales como el Radio y muchos isótopos (Cobalto 60 o Iridio 192),
emiten rayos invisibles. Una parte de estos rayos son los llamados rayos gamma
que se emplean para el ensayo de materiales si destrucción de la pieza. Estos
rayos son de acción más enérgica que los rayos roentgen y atraviesan por
ejemplo la fundición de acero hasta 200 mm de espesor. Los aparatos de ensayo
con estos rayos son más sencillos de manejar que los rayos roentgen.
En el manejo de todos estos aparatos es necesario tener una especial precaución
ya que los rayos emitidos pueden producir graves daños a la salud. Como el
radio es muy caro se emplean generalmente isótopos.
7. ENSAYOS MAGNÉTICOS
La propiedad que tienen ciertos
productos ferrosos de convertirse en
imanes al ser atravesados en ciertas
condiciones por una corriente
eléctrica, es muy útil para la
detección de fallas, no solo en casos
aislados sino como método de
inspección a ritmo industrial.
El método magnético también
llamado el de las partículas
magnéticas se basa en que toda
partícula ferrosa susceptible de ser
magnetizada al entrar en contacto
con un imán se orienta de acuerdo
con su respectiva polaridad y sigue
las líneas de fuerza del campo
magnético.
Dichas líneas se interrumpen tan
pronto como en el cuerpo principal se presenta alguna discontinuidad en forma
de grieta, tanto sea esta superficial o cutánea como subsuperficial o subcutánea,
Figura 3.
8. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
44
en cuyas inmediaciones se producirá además una mayor acumulación de
partículas.
Las fallas deben formar un cierto ángulo con las líneas de fuerza magnética para
originar un cambio en la trayectoria del flujo magnético. Dicho cambio es tanto
más abrupto cuanto mas se acerca dicho ángulo a 90°.
Esa propiedad es la que sirve básicamente al método de detección de fallas
mediante partículas magnéticas. Si se trata de fallas superficiales, las partículas
siguen en contorno de las grietas, las que resultan perfectamente delineadas.
Una fallas subsuperficial, en cambio, da origen a una acumulación desdibujada
de las finas partículas en las inmediaciones del defecto., al que señalan pero no
definen exactamente en cuanto a su configuración.
El ensayo magnético es muy utilizado en las plantas de laminación de aceros,
especialmente en la detección de fallas en planchones y en general en las
palanquillas. El objetivo es descubrir aquellas imperfecciones que durante el
laminado se pueden transformar en costuras o solapes, con o sin la presencia de
inclusiones que luego aparecen en el producto terminado.
También el templado da lugar a la aparición de grietas, así como los procesos
lentos de fragilización progresiva y las fallas originadas por la fatiga, con o sin
corrosión.
Las fallas superficiales son detectables sin ningún requisito. No sucede lo mismo
con las fallas subsuperficiales, cuyo mayor o menor grado de definición depende
de la profundidad a que se hallan ubicadas.
Los resultados del ensayo magnético son tanto mas nítidos cuanto mayor es la
permeabilidad magnética del material en estudio. Las aleaciones ligeramente
magnéticas no dan imágenes muy satisfactorias. Los aceros austeníticos, que no
son magnetizables, no admiten el método de las partículas magnéticas.
8. PRUEBA DE ULTRASONIDO
La aplicación de ultrasonido para la detección de fallas, constituye uno de los
métodos de ensayo no destructivo más importantes, tanto por su versatilidad
como por su facilidad de aplicación.
El ensayo de ultrasonido constituye un método de control de aquellos materiales
que poseen conductividad acústica, tales como metales, cerámica, plásticos, etc.
Con este método se pueden controlar piezas forjadas y fundidas, material
laminado, productos semi o totalmente elaborados, chapas tubos y caños con
sus cordones de soldadura.
9. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
45
9. ONDAS SÓNICAS
También denominadas acústicas son ondas elásticas que se caracterizan por su
intensidad y frecuencia de vibración. De esta última propiedad depende que sean
audibles o no para el oído humano.
De este punto de vista se ha establecido la siguiente categoría de ondas.
a) Ondas infrasónicas. Las que están ubicadas en la banda de las frecuencias
mas bajas, siendo en general f < 16 Hz. Las vibraciones de esas ondas no
son audibles.
a) Ondas audibles. Las ondas sónicas o audibles tienen un rango de frecuencia
entre 16 y 20 Hz.
a) Ondas ultrasónicas. se consideran así a aquellas con f > 20 Hz. El límite
superior no es preciso ya que depende de las posibilidades de captación y
emisión de las mismas.
10. ENSAYO POR ONDAS SUPERSÓNICAS
Figura 4.
En el ensayo mediante ultrasonido se proyectan mediante un cabezal ultrasónico,
ondulaciones sonoras a través de la pieza. El numero de vibraciones es tan
grande que no puede ser percibido (ultrasonido, hasta 10 millones de
vibraciones). Las ondas son reflejadas por la cara opuesta de la pieza o por las
superficies de los defectos que puedan existir y alcanzan nuevamente después
de algunos microsegundos el cabezal emisor el cual transforma nuevamente los
10. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
46
impulsos eléctricos en impulsos mecánicos reflejados. La diferencia de tiempo
entre el eco de la pared posterior y el de la superficie del defecto hace posible
determinar con bastante exactitud, la posición y el perímetro del defecto en el
material. Esto se hace visible en la pantalla del aparato. La escala de
graduaciones del indicador es ajustable, con lo cual se puede ajustar sobre toda
la figura de la pantalla cualquier longitud de pieza desde los 10 cm. hasta los 10
m.
Figura 5.
Figura 6.
Los ultrasonidos son ondas acústicas de idéntica naturaleza que las ondas
sónicas, diferenciándose de éstas en que su campo de frecuencias se encuentra
por encima de la zona audible. Por los fenómenos que provocan en su
propagación a través de los sólidos, líquidos y gases han dado lugar a la
aparición de numerosas aplicaciones técnicas y científicas, siendo la más
significativa el control no destructivo de materiales, de forma que en este tipo de
inspecciones se aprovecha la energía acústica como portadora de la señal, lo que
en general va asociado a bajos niveles de energía.
10.1 PROCEDIMIENTO
Mediante un generador de pulsos eléctricos, las sondas acústicas son
introducidas en el material gracias a un cristal o palpador con propiedades
piezoeléctricas capaz de transformar el impulso eléctrico en ondas
11. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
47
ultrasónicas. Dichas ondas de alta frecuencia se propagan a través del
material, se reflejan, difractan y atenúan, según encuentren o no
obstáculos en su camino. La señal, recogida por el mismo u otro
palpador, y enviada a una pantalla de rayos catódicos dará una imagen
formada por distintos ecos, de los que analizando su situación, altura y
forma podrá saberse el tipo de obstáculo en que rebotó (grieta, poro,
escoria, etc.) y su situación en la pieza examinada.
10.2 VENTAJAS DE LAS PRUEBAS ULTRÁSONICAS
Los factores deseables de las pruebas ultrasónicas incluyen:
1. Alta sensibilidad, lo que permite la detección de fallas pequeñísimas.
2. Gran potencia de penetración, permitiendo la examinación de
secciones extremadamente gruesas.
3. Seguridad en la medición de la posición de la falla y estimación del
tamaño de esta.
4. Respuesta rápida, lo que permite una inspección rápida y
automatizada.
5. Necesidad de acceso solamente por un lado del espécimen.
6. Determinación de la posición de los defectos internos.
7. Sólo es necesario el acceso por una superficie.
8. El resultado de la inspección es instantáneo, produciéndose en
tiempo
real.
9. No presenta riesgo para el operador.
10. Los equipos utilizados son portables.
11. La información obtenida en el ensayo puede ser fácilmente procesada
por técnicas digitales.
12. Elevada versatilidad.
10.3 LIMITACIONES DE LA PRUEBAS ULTRASÓNICAS
Las condiciones de pruebas que pueden limitar la aplicación de los
métodos ultrasónicos, usualmente se relacionan con los siguientes
factores:
1. Geometría desfavorable de la muestra que se requiere inspeccionar;
por ejemplo, contorno, complejidad y orientación del defecto.
2. Estructura interna indeseable, por ejemplo, tamaño del grano,
porosidad de la estructura, contenido de las inclusiones o
precipitaciones finas o dispersas.
3. Problemas de exploración y acoplamiento.
4. Detectibilidad del defecto.
5. Costo del equipo.
13. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
49
11. ABREVIATURAS DE LOS PALPADORES NORMALES
En todo tipo de palpadores existen unas abreviaturas que nos dan ciertas
características de los mismos. Generalmente aparece una primera letra que nos
indica el tipo de cristal que utiliza el mismo, es decir:
B = Titanato de bario Q= Cristal de cuarzo K = Cristales especiales, bien sulfato
de litio o metabionato de plomo.
A continuación aparece un número que nos indica la frecuencia del cristal del
palpador, generalmente se trabaja con las frecuencias comprendidas entre 0'5 y
25 MHz., aunque las más utilizadas son 2 MHz., 4 MHz., y 6 MHz. Seguidamente
aparecen una serie de letras que nos indican características físicas del palpador
entre sí.
Así, por ejemplo, si aparece una "S" a continuación es que se trata de un
palpador con suela protectora, si existe una "T" es que se trata palpadores que
puedan sumergirse en agua.
Si delante de la letra que nos indica el tipo de cristal que posee el palpador,
aparece una "M", es que se trata de un palpador miniatura y, si además posee
una "S" delante de la "M" se tratará de un palpador subminiatura, dependiendo
de que se trate de palpadores de 34,24,1005 mm., de diámetro.
Figura 9.
14. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
50
Vamos a describir a continuación algunas características importantes de las
mismas.
Ante todo mencionar los diferentes tipos de cristales que se utilizan normalmente
y que suelen ser de titanato de bario, metabionato de plomo, sulfato de litio y
cuarzo, entre los más importantes.
Aparte del cristal, el palpador tiene un amortiguamiento pegado por la parte
superior del cristal.
Si el amortiguamiento producido es pequeño los impulsos sonoros son largos,
mientras que su espectro de frecuencia es pequeño.
Si el amortiguamiento es mayor se obtienen impulsos cortos con un espectro o
banda de frecuencias grande. Estos impulsos muy cortos ofrecen un gran poder
de resolución permitiendo obtener medidas muy precisas de tiempos de
recorrido.
Figura 10.
Cuando el palpador posee un buen poder resolutivo los ecos de fondo aparecen
perfectamente separados entre sí, en la pantalla del equipo. En caso de un
palpador con mal poder resolutivo, los ecos de fondo tienen cada vez más
anchura y llega un momento en que la distancia de la pared posterior más lejana
no se puede determinar.
Los palpadores de titanato de bario poseen una elevada sensibilidad, junto con
un poder resolutivo razonablemente bueno.
15. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
51
Figura 11.
12. MEDIOS DE ACOPLAMIENTO
El objeto de un medio de acoplamiento en la prueba ultrasónica es dar una
trayectoria de baja resistencia para las ondas de sonido entre la unidad de
investigación y el trabajo. El aire es un transmisor muy pobre de energía
ultrasónica a frecuencias en Mhz, una capa muy delgada de aire impide que se
pueda hacer una transmisión entre dos sólidos. Entonces un medio de
acoplamiento que pueden ser líquidos o grasas es utilizado para acoplar la
energía ultrasónica entre la unidad de investigación y de trabajo.
Los más comunes son:
El agua.
Glicerina.
Grasas de petróleo.
Grasas de silicona.
Pasta para papel de paredes.
12.1 CONDICIONES PARA ESCOGER LOS TIPOS DE ACOPLAMIENTO
1. Costos.
2. Disponibilidad.
3. Viscosidad y adhesión a la superficie requerida.
4. Posible reacción química con el trabajo.
5. Requerimiento de aseo general después de la prueba.
12.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TIPOS DE ACOPLAMIENTOS
El agua es el más barato y el más rápido disponible medio de
acoplamiento, tiene una baja viscosidad y no puede ser utilizado donde
puede fugarse fácilmente o puede en su recorrido tocar un alambre, el
agua reacciona desfavorablemente con muchos metales.
Los aceites y grasas, no fluyen con facilidad, ellos son sin embargo, son
difíciles de limpiar y duros para removerlos, sus viscosidades cambian
drásticamente con la temperatura y algunos son inflamables.
16. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
52
Aplicaciones
Dada la enorme variedad de aplicaciones de los ultrasonidos nos
limitamos a citar aquellas más importantes desde el punto de vista
industrial:
Defectología
En procesos de fabricación, chapas, placas, barras, redondos, tubos,
uniones soldadas, etc.
Metrología
Control de corrosión y medida de espesores.
Caracterización de materiales
Medida de la velocidad acústica, de la atenuación, acustoelasticidad, etc.
Ensayos de nuevos materiales
Materiales compuestos, cerámicas técnicas, uniones soldadas por
difusión, uniones adhesivas, etc.
Inspecciones de mantenimiento
Detección de grietas, grietas de corrosión, grietas de fatiga, estimación
del tamaño de grieta, etc.
13. RAYOS X
13.1 DEFINICIÓN
Los rayos x son vibraciones electromagnéticas que se propagan con la
misma velocidad de la luz unos 300 000 Km por segundo pero tiene una
longitud de onda unas 10 000 veces menor que ésta.
13.2 EXAMEN POR RAYOS X
Atraviesan fácilmente espesores considerables, aunque pierde en la
penetración parte de su energía conserva lo suficiente para impresionar
películas fotográficas.
Grietas, poros, inclusiones de escoria, bolas... etc., tienes diferentes
densidades, lo cual sale en zonas más claras o más oscuras en la película
fotográfica colocada detrás de la pieza.
La intensidad de la radiación se expresa en miliamperios, la cual depende
de la temperatura del filamento y también de la tensión aplicada entre el
filamento o ánodo y la placa o cátodo.
17. TECSUP – PFR Tecnología de Materiales Avanzada
53
La intensidad está entre 15 a 20 mA.
13.3 PENETRACIÓN DE LOS RAYOS X
Las tensiones utilizadas en la industria varía entre 200 a 3000 Kv.
Los aparatos de rayos x pueden ser de tipo fijo y transportables.
13.4 LONGITUD DE ONDA
Longitud de ondas duras.
Longitud de ondas blandas.
13.5 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los rayos x se generan en un tubo de roentgen, formada por una ampolla
de vidrio especial con vacío muy avanzado, provista de dos electrodos de
cobre y un anticátodo de tungsteno situado en su interior.
El cátodo en forma de vaso tiene un filamento de tungsteno alimentado
por una corriente de baja tensión.
El filamento del cátodo, al ponerse incandescente por el caso de la
corriente, emite un haz de electrones a gran velocidad, los cuales chocan
con el anticátodo, conectando al electrodo positivo y esto origina
vibraciones electromagnéticas (rayos x).
Anticátodo se calienta por el choque de electrones, refrigerar con una
circulación de agua o aceite.
13.6 CARACTERÍSTICA DE LOS RAYOS X
No sufre desviación por campos magnéticos.
Se propagan en línea recta.
Atraviesan cuerpos opacos sin reflejarse ni refractarse.
Su longitud de onda depende de la velocidad de electrones que atacan el
anticátodo y el grado de vacío que exista en el tubo.
13.7 RADIOGRAFÍA EN LA SOLDADURA
Inclusión de gas, tienen menos densidad, lo cual forma impresiones
oscuras redondeadas.
Inclusiones de escoria. Baja permeabilidad, lo cual debilitan los rayos,
dando impresiones inciertas e irregulares.
Fisuras. Líneas oscuras, onduladas, variables o ramificadas.
18. Tecnología de Materiales Avanzada TECSUP - PFR
54
RELACIONES ENTRE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
EXAMEN
RADIOGRÁFICO
EXAMEN POR
LÍQUIDO
PENETRANTE
EXAMEN POR
PARTÍCULAS
MAGNÉTICAS
EXAMEN POR
ULTRA-SONIDO
Costo relativamente
alto.
Difícil utilización.
Detecta
discontinuidades
Interna en el
material.
No requiere
preparar la
superficie
Permite registro
permanente
De las fallas
encontradas.
Puede ser aplicado
en cualquier
material.
Duración del tiempo
del examen
relativamente largo.
Requiere
conocimientos de
grado superior en la
ejecución e
interpretación de
resultados.
No detecta
discontinuidades
perpendiculares
planas en la
dirección de la
radiación.
Exige medidas de
seguridad en su
ejecución.
Bajo costo.
Fácil utilización.
Detecta apenas
discontinuidades
En la superficie de
el material.
Exige superficie
previamente
preparada.
Dificultad en el
registro de las fallas
encontradas.
No puede ser
aplicado en
materiales porosos.
Rapidez en la
ejecución del
examen.
No requiere gran
conocimiento
para su ejecución y
para la
interpretación de
los resultados.
Detecta cualquier
tipo de
discontinuidades,
desde que
esta abierta la
superficie.
No requiere
medidas especiales
de seguridad.
Bajo costo.
En algunos casos,
es fácil utilización.
Detecta apenas
discontinuidades
superficies o
próximas a la
superficie.
Exige superficie
previamente
preparada.
Es difícil mantener
un registro de las
fallas encontradas.
Sólo puede ser
aplicado en
materiales
ferromagnéticos.
Rapidez en la
ejecución de el
examen.
No requiere gran
nivel de
conocimiento para
su ejecución y para
la interpretación de
los resultados.
Detecta apenas
discontinuidades
perpendiculares Las
líneas de fuerza de
el campo
magnético.
No requiere
medidas especiales
de seguridad.
Costo relativamente
alto.
Fácil utilización.
Detecta
discontinuidades
internas en el
material.
Exige superficie
previamente
preparada.
No es posible
mantener un
registro de las fallas
encontradas.
Dificultad de
aplicación en
algunos materiales.
Rapidez en la
ejecución del
examen.
Requiere elevado
grado de
conocimiento para
su ejecución
y para el análisis de
los
resultados.
No detecta
discontinuidades
paralelas a la
dirección de el
flujo cónico.
No requiere
medidas especiales
de seguridad.