El documento aborda la norma e 494 relacionada con la medición ultrasónica en materiales, centrándose en la detección de defectos mediante pulsos ultrasónicos y la comparación de velocidades en materiales conocidos y desconocidos. Se detalla un método para medir el espesor y la velocidad a partir de datos de materiales de referencia, y presenta fórmulas y técnicas para calcular propiedades como la velocidad longitudinal y transversal, así como la densidad y otros parámetros relevantes. Además, se mencionan complicaciones y se sugiere el uso de materiales viscosos para mejorar la medición, destacando la necesidad de equipos adecuados para obtener resultados precisos.

1. NORMA E 494 VELOCIDAD DEL MATERIAL

2. ALCANCE Esta practica confiere un examen que tramita por medición ultrasónica en materiales. El pulso ultrasónico detecta defectos del material que se muestra en la pantalla del equipo en A-sacan display Esta practica describe un método por el cual, se desconoce la velocidad u.t. en un material de muestra y se utilizan las medidas de un material conocido como referencia.

3. Las propiedades de los materiales son importantes para la medición y determinación de la velocidad ultrasónica

5. El tiempo que una onda tarda en recorrer un material determina el espesor del mismo con una exactitud mas o menos de 0.002 mm. se debe ajustar el transductor fijando a 2 señales la primera y mas sobre saliente y el ultimo eco y mas pequeño y el control de barrido o la base del tiempo debe ser fijada igualmente para los dos la medida de la ventana debe estar ajustada a la medida del eco trasero esto permite una medida del tiempo y distancia mas exactos el viaje que hace la onda es llamado un viaje redondo que tiene 6 viajes entre el eco 1 y 7.

6. Velocidad transversal se encuentra comparando el tiempo de transito de una onda transversal en un material desconocido contra el transito de una onda transversal en un material de velocidad conocida

8. 1. longitud de la onda 1.1 AK=-----------m(in) 1.2 nl=----------- 1.3 tl=-----------m(in) 1.4 vk=----------m/s(in/s) 1.5 Al-----------m(in) 1.6 nk=--------- 1.7 tk=---------m(in) 1.8 Vl(usando eq. 1)=----m/s(in/s) 2 onda transversal 2.1 At=----m(in) 2.2 ns=---- 2.3 ts=----m(in) 2.4 Vt=----m/s(in/s) 2.5 As=----m(in) 2.6 nt=----- 2.7 Tt=-----m(in) 2.8 Vs(usando eq. 2)=---m/s(in/s) 3 Linealidad horizontal 4 Examen de frecuencia 5 Acoplante 6 Unidades registradas 6.1 Frecuencia 6.2 Tamaño 6.3 Forma 6.4 Tipo 6.5 Numero de serie 6.6 Geometría de la pieza 7 Instrumentos 7.1 Nombre 7.2 Numero del modelo 7.3 Numero de serie 7.4 Control pertinente del desgaste

9. En esta técnica pueden existir complicaciones como lo pueden ser aproximaciones y cálculos como os son: -Determinación de la velocidad longitudinal y transversal este calculo se puede hacer con lo siguiente La constante elástica, ratid de poisson, módulos elásticos, la impedancia acústica, la reflexión del coeficiente, coeficiente de transicion,algunas formulas para calcular algunos de esos factores son las siguientes

10. 2 2 o=[1-2(Vs/Vl) ]/2[1-(Vs/Vt) ] donde o=radio de Poisson ' s Vs=velocidad transversal ultrasónica m/s o(in/s) Vl=velocidad longitudinal ultrasónica m/s o (in/s)

11. 2 2 2 2 2 E=[(p Vs (3Vl -4 Vs )]/(Vl -Vs ) donde 3 3 p=densidad, Kg/m o (lb/in ) Vl=velocidad longitudinal m/s o (in/s) Vs=velocidad transversal m/s o (in/s) 2 2 E=Modulo de young de velocidad, N/m o (lb/in )

12. Z=p Vl donde 2 2 Z=Impedancia acustica(Kg/m *s) o (lb/in *s) p=densidad Vl=Velocidad longitudinal m/s (in/s)

13. 2 G=p Vs 2 2 K=p[Vl -(4/3)Vs ] MODULO DE BULTO

14. 2 2 R=(Z -Z ) /(Z +Z ) 2 1 2 1 donde Z =impedancia acústica en el medio1 1 Z =impedancia acústica en el medio2 2

15. 2 T=(4Z Z )/(Z +Z ) 2 1 2 1

17. Existen varias técnicas para realizar la medición existe el inconveniente de que se necesitan equipos especiales y un equipo de respaldo para que las mediciones sean mas exactas el equipo Ultrasónico está adecuado para proporcionar el medio para la medición de propagación de onda(ola) acústica en lo que concierne al tiempo.

18. En un osciloscopio de rayo catódico auxiliar la exactitud es mejor y la velocidad se calcula así: Velocidad(m/s o in/s)= 2 espesores(m o in)/T(s)

19. El equipo trae un dispositivo que se puede calibrar y da exactamente el tiempo en microsegundos Comparación de velocidades la medida de velocidad ultrasónica es llevado; comparando las veces de transmisión de un pulso en un espécimen y en el camino y cantidad de viajes. Las velocidades ultrasónicas en líquidos (por ejemplo, el agua) son conocidas

21. VALORES CALCULADOS DE W/Tp POR INCIDENCIA DE UN ANGULO DE 45° W/tp´ m/s V2m/s V1=2500m/s 5000m/s 7500m/s 10000m/s 0 0 0 0 0 1000 0,295 0,143 0,0947 0,0709 2000 1,37 0,59 0,384 0,286 3000 4,81 0,764 0,885 0,651 4000 2,74 1,63 1,18 5000 5 2,67 1,89 6000 9,62 4,12 2,81 7000 49 6,15 3,99 8000 9,19 5,49 9000 14,43 7,43 10000 28,3 10

22. Para que exista una mejor reflexión de la onda es aconsejable utilizar materiales viscosos como aceite, miel u otros materiales viscosos que pueden ser usados para excluir el aire atrapado en medio de las superficies de contacto.

23. Mide el grosor y la velocidad desconocida sin cambiar el barrido o mandos de gama sobre el instrumento. Comprueba el grosor real de la prueba, área. se calcula la velocidad desconocida así: Vx= V del acero* espesor actual/espesor indicado Donde: Vx=Es la velocidad desconocida

24. Este método es mucho mas fácil y rápido que el de interferencia de ondas ya que no necesita tanta exactitud y valga la redundancia da una exactitud de medición de 0.5% v = 2L/t V=a velocidad L=el grosor del espécimen T=tiempo de retraso en microsegundos

25. Los valores dados en esta tabla se han recolectado de un número de fuentes. Los valores no se deben tomar como valores exactos debido a los efectos de variaciones adentro composición y proceso así como las condiciones de la prueba.

27. velocidad longitudinal corte velocidad MATERIAL DensidadKg/m3 (m/s) X10 3(in/s) (m/s) X10 3(in/s) Aluminio 2700 6300 250 3130 124 Berilio 1850 12400 488 8650 340 Bismuto 9800 2180 85 1100 43 Latón 8100 4370 173 2100 83 Bronce 8860 3530 139 2230 88 Cadnio 8600 2780 109 1500 59 columbium 8580 4950 194 2180 85 Cobre 8900 4700 185 2260 88 Oro 19300 3240 127 1200 47 Hafnium 11300 3860 152 2180 82 incocel 8250 5720 225 3020 119 Hierro,electrolitico 7900 5960 235 3220 128 Hierro,moldeado 7200 3500 a 5600 138 a 222 2200 a 3200 87 a 131

28. Lead 11400 2160 85 700 27 Lead antimonio 10900 2160 85 810 32 Magnesio 1740 5740 227 3080 122 Monel 8830 6020 237 2720 107 Níkel 8800 5630 222 2960 118 Plastico(resina acrílica) 1180 2670 105 1120 44 Platino 21450 3960 155 1670 65 Fusd quartz 2200 5930 233 3750 148 Plata 10500 3600 141 1590 62 Plata níkel 8750 4620 182 2320 91 Acero inoxidable(347) 7910 5790 226 3100 122 Acero inoxidable(410) 7670 5900 232 3300 130 Acero 7700 5900 232 3230 127 Estaño 7300 3320 130 1670 65 Titanio 4540 6240 245 3215 126 Tugsteno 19100 5460 214 2620 103 Uranio 18700 3370 133 1930 76 Zinc 7100 4170 164 2410 94 Zirconio 6490 4310 169 1960 77

30. V. longitudinal V. transversal Material Condición Densidad(Kg/m3) %Theoretical (m/s) Frecuencia(MHs) (m/s) Frecuencia(MHz) Carburo de silicio Sinterizado 3190 99+ 12180 20 7680 20 3100 11182 7510 3000 2900 90 11020 6950 Oxido de aluminio Sinterizado 3660 92 9850 50 5900 20 Extruido y sinceteriza 3700 10200A 5890A 3700 9970B 5930B,C 3700 9970B 5910B,D

31. oxido de zirconio Sinterizado 5700 98 7040 30 3720 10 Thermally aged 5680 7050 3760 Silicio de nitrudos HIP 3200 99+ 10800 50 6010 20 Refuerzo de silicio de nitrudo 30 vol % SIC fibras 3200 99+ 10800 50 6250 20 Refuerzo de silicio de nitrudo 25 vol % SIC fibras 2490 77 7600 5 4700E,F 5 4300E,G YB2Cu3O7-x(superconductor) Single phase untextured 5940 93 5120 20 3040 5

33. Temperatura Velocidad Temperatura Velocidad °C (m/s) x10 3(in/s) °c (m/s) x10 3(in/s) 15 1470,6 57,89 20,2 1483,6 58,4 15,2 1471,1 57,91 20,4 1484,1 58,42 15,4 1471,6 57,93 20,6 1484,6 58,44 15,6 1472,1 57,95 20,8 1485,1 58,46 15,8 1472,6 57,97 21 1485,6 58,48 16 1473,1 57,99 21,2 1486,1 58,5 16,2 1473,6 58,01 21,4 1486,6 58,52 16,4 1474,1 58,03 21,6 1487,1 58,54 16,6 1474,6 58,05 21,8 1487,6 58,56 16,8 1475,1 58,07 22 1488,1 58,58 17 1475,6 58,09 22,2 1488,6 58,6 17,2 1476,1 58,11 22,4 1489,1 58,62 17,4 1476,6 58,13 22,6 1489,6 58,64 17,6 1477,1 58,15 22,8 1490,1 58,66 17,8 1477,6 58,17 23 1490,6 58,68 18 1478,1 58,19 23,2 1491,1 58,7 18,2 1478,6 58,21 23,4 1491,6 58,72 18,4 1479,1 58,23 23,6 1492,1 58,74 18,6 1479,6 58,25 23,8 1492,6 58,76 18,8 1480,1 58,27 24 1493,1 58,78 19 1480,6 58,29 24,2 1493,6 58,8 19,2 1481,1 58,31 24,4 1494,1 58,82 19,4 1481,6 58,33 24,6 1494,6 58,84 19,6 1482,1 58,35 24,8 1495,1 58,86 19,8 1482,6 58,37 25 1495,6 58,88 20 1483,1 58,38