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Emisión acústica
Giovanni Guerra
Jorge Zambrano
Ronald Gonzales
La tecnología de la emisión acústica
• La emisión acústica se caracteriza por
la creación y propagación de ondas
elásticas, transitorias, resultando de
micro desplazamientos locales internos
a un material (fisuras, inclusiones,
corrosión, delaminacion). A demás el
sistema de emisión acústica se aplica
para la detección de algunos fenómeno
Objetivo especifico
• El objetivo de este trabajo es la identificación precisa de
las señales de EA ligadas unívocamente al fenómeno de
CBT. Asimismo, interesa investigar la posible existencia de
fenómenos comunes a distintos sistemas, en particular
comparar la respuesta de sistemas en los cuales la
propagación de fisuras sea transgranular o intergranular.
Para tal fin, se ha aplicado la técnica de EA al seguimiento
en continuo del proceso de fisuración por CBT de
diferentes aleaciones en distintos medios corrosivos para
adquirir conocimiento sobre la relación entre la respuesta
de dicha técnica y la modalidad de propagación de fisuras
en cada uno de los sistemas estudiados.
Exigencia de seguridad
• Podemos decir que la prueba de emisión acústica fue
creada con la siguiente finalidad:
1. Detección y localización de los defectos evolutivos
2. Examen de volumen global (ensayo de sumisión de
tensión de ruptura)
3. La detección de defectos es independiente de su
posición y orientación
4. Caracteriza el defecto
5. Se puede aplicar sobre estructuras cubiertas con
calorífugos, ignifugadas, enterradas, bajo taludes… sin
desmontaje
Ejemplo experimental
• Se seleccionaron sistemas en los cuales un mismo material presentaba en diferentes condiciones experimentales
CBTTG ó CBTIG. Esto se logra cambiando el medio corrosivo, ó las condiciones metalúrgicas de la aleación.
• Una vez realizada la prueba se obtuvieron los siguientes resultados:
1. Latón-α en solución de NaNO2 1M, pH de solución, a diferentes potenciales (0,10; 0,13; 015; 0,20; 0,25; 0,30 y 0,40
Vesh) (CBTTG).
2. Latón-α en solución de Mattsson (CuSO4 0,05 M + (NH4)2SO4 1M), pH 6,5, al potencial de equilibrio de cobre
con sus iones en solución (CBTIG).
3. Acero inoxidable austenítico AISI 304 solubilizado en solución de HCl 1M + NaCl 1M, a 0,09 Vesh (CBTTG).
4. Acero inoxidable austenítico AISI 304 sensitizado en solución de HCl 1M + NaCl 1M, a 0,09 Vesh (CBTIG).
5. Aleación policristalina Ag-15Au en solución KCl 1M, a 0,50 Vesh y en HClO4 1M, a 0,90 Vesh (CBTIG).
6. Aleación monocristalina Ag-10Au en solución KCl 1M, a 0,50 Vesh (CBTTG).
Selección de umbral de trabajo
• Las posibles fuentes de EA durante el avance de fisuras por CBT son, además del ruido
mecánico y la deformación, diversos procesos que pueden tener lugar sobre la superficie del
material, tales como: disolución anódica, corrosión localizada, ruptura y reformación de
película pasiva, y evolución de burbujas de gas. Para obtener señales de EA exclusivamente
generadas por el inicio y propagación de fisuras por CBT, se caracterizaron las señales
generadas por los diferentes procesos antes mencionados y se seleccionó un umbral de
trabajo para el cual la velocidad de registro de eventos fuera inferior a 1 evento. El ruido
mecánico se caracterizó a través del registro de las señales de EA generadas durante el
ascenso en vacío del cabezal de la máquina de tracción a distintos umbrales de detección y
para diferentes velocidades de cabezal. Los resultados obtenidos mostraron que, para las tres
velocidades de deformación utilizadas, el registro de eventos de EA obtenido es menor a 1
evento.s-1 para valores de umbral más altos que 190 mV. Para
Tablas para la aplicación del ensayo
Material Medio Velocidad de
deformación
Valor de b
NaNO2 1M CNTTG 2,35x 10*-5 0,2333
2,35x10*-4 0,2239
Laton Solucion Mattsson
CBTIG
2,35x10*-5 0,2224
2,35x10*-4 0,2234
Medio inerte 2,35x10*-5 0,1364
Conclusión
• Tal y como se ha demostrado con los resultados anteriores, la tecnología de emisión
acústica es un método muy poderoso de detección en línea y de análisis de procesos
de fractura activos relacionados con la matriz, fibra e interfase de materiales
compuestos. En el primer caso EA indica el valor de esfuerzo y deformación en el
cual inicia el proceso de fallas, aún cuando éstas no son significativas, es decir, no
son detectadas en la curva de esfuerzo–deformación ni visiblemente (denominado
predaño). Al obtener este valor y a través del proceso microscópico, es posible
identificar la zona de magnificación de esfuerzos, y por ende, los sitios de iniciación.
Además, los mecanismos de fractura del material compuesto son relacionados con la
geometría del refuerzo. En el segundo caso se exhibe la degradación de la resina
epóxica por efecto de la plastificación producida por la absorción del agua. La señal
de EA detecta la atenuación de la velocidad del sonido por efecto de la degradación.

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  • 1. Emisión acústica Giovanni Guerra Jorge Zambrano Ronald Gonzales
  • 2. La tecnología de la emisión acústica • La emisión acústica se caracteriza por la creación y propagación de ondas elásticas, transitorias, resultando de micro desplazamientos locales internos a un material (fisuras, inclusiones, corrosión, delaminacion). A demás el sistema de emisión acústica se aplica para la detección de algunos fenómeno
  • 3. Objetivo especifico • El objetivo de este trabajo es la identificación precisa de las señales de EA ligadas unívocamente al fenómeno de CBT. Asimismo, interesa investigar la posible existencia de fenómenos comunes a distintos sistemas, en particular comparar la respuesta de sistemas en los cuales la propagación de fisuras sea transgranular o intergranular. Para tal fin, se ha aplicado la técnica de EA al seguimiento en continuo del proceso de fisuración por CBT de diferentes aleaciones en distintos medios corrosivos para adquirir conocimiento sobre la relación entre la respuesta de dicha técnica y la modalidad de propagación de fisuras en cada uno de los sistemas estudiados.
  • 4. Exigencia de seguridad • Podemos decir que la prueba de emisión acústica fue creada con la siguiente finalidad: 1. Detección y localización de los defectos evolutivos 2. Examen de volumen global (ensayo de sumisión de tensión de ruptura) 3. La detección de defectos es independiente de su posición y orientación 4. Caracteriza el defecto 5. Se puede aplicar sobre estructuras cubiertas con calorífugos, ignifugadas, enterradas, bajo taludes… sin desmontaje
  • 5. Ejemplo experimental • Se seleccionaron sistemas en los cuales un mismo material presentaba en diferentes condiciones experimentales CBTTG ó CBTIG. Esto se logra cambiando el medio corrosivo, ó las condiciones metalúrgicas de la aleación. • Una vez realizada la prueba se obtuvieron los siguientes resultados: 1. Latón-α en solución de NaNO2 1M, pH de solución, a diferentes potenciales (0,10; 0,13; 015; 0,20; 0,25; 0,30 y 0,40 Vesh) (CBTTG). 2. Latón-α en solución de Mattsson (CuSO4 0,05 M + (NH4)2SO4 1M), pH 6,5, al potencial de equilibrio de cobre con sus iones en solución (CBTIG). 3. Acero inoxidable austenítico AISI 304 solubilizado en solución de HCl 1M + NaCl 1M, a 0,09 Vesh (CBTTG). 4. Acero inoxidable austenítico AISI 304 sensitizado en solución de HCl 1M + NaCl 1M, a 0,09 Vesh (CBTIG). 5. Aleación policristalina Ag-15Au en solución KCl 1M, a 0,50 Vesh y en HClO4 1M, a 0,90 Vesh (CBTIG). 6. Aleación monocristalina Ag-10Au en solución KCl 1M, a 0,50 Vesh (CBTTG).
  • 6. Selección de umbral de trabajo • Las posibles fuentes de EA durante el avance de fisuras por CBT son, además del ruido mecánico y la deformación, diversos procesos que pueden tener lugar sobre la superficie del material, tales como: disolución anódica, corrosión localizada, ruptura y reformación de película pasiva, y evolución de burbujas de gas. Para obtener señales de EA exclusivamente generadas por el inicio y propagación de fisuras por CBT, se caracterizaron las señales generadas por los diferentes procesos antes mencionados y se seleccionó un umbral de trabajo para el cual la velocidad de registro de eventos fuera inferior a 1 evento. El ruido mecánico se caracterizó a través del registro de las señales de EA generadas durante el ascenso en vacío del cabezal de la máquina de tracción a distintos umbrales de detección y para diferentes velocidades de cabezal. Los resultados obtenidos mostraron que, para las tres velocidades de deformación utilizadas, el registro de eventos de EA obtenido es menor a 1 evento.s-1 para valores de umbral más altos que 190 mV. Para
  • 7. Tablas para la aplicación del ensayo Material Medio Velocidad de deformación Valor de b NaNO2 1M CNTTG 2,35x 10*-5 0,2333 2,35x10*-4 0,2239 Laton Solucion Mattsson CBTIG 2,35x10*-5 0,2224 2,35x10*-4 0,2234 Medio inerte 2,35x10*-5 0,1364
  • 8. Conclusión • Tal y como se ha demostrado con los resultados anteriores, la tecnología de emisión acústica es un método muy poderoso de detección en línea y de análisis de procesos de fractura activos relacionados con la matriz, fibra e interfase de materiales compuestos. En el primer caso EA indica el valor de esfuerzo y deformación en el cual inicia el proceso de fallas, aún cuando éstas no son significativas, es decir, no son detectadas en la curva de esfuerzo–deformación ni visiblemente (denominado predaño). Al obtener este valor y a través del proceso microscópico, es posible identificar la zona de magnificación de esfuerzos, y por ende, los sitios de iniciación. Además, los mecanismos de fractura del material compuesto son relacionados con la geometría del refuerzo. En el segundo caso se exhibe la degradación de la resina epóxica por efecto de la plastificación producida por la absorción del agua. La señal de EA detecta la atenuación de la velocidad del sonido por efecto de la degradación.