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Universidad Nacional
Jos Faustino Snchez Carrin
Facultad de Ingeniera Quica ! "etalurgiaEscuela Acadmico Profesional de Ingeniera Metalrgica
transisin ! recu#eracin de calor en horno
rever$ero
%resentado #or&
'lanoca (o)as* +a$riel,elao -ezaeta ,eivi
Santos Car#io* Jos
'sesor&
Ing. Quito Luna Luis Enrique
HUACH ! PE"#
$%&'
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3
Universidad Nacional Jos Faustino Snchez CarrinIngeniera etal!rgica
,.,IC'/0(I'
A nuestros (adres (or )a*ernos a(o+ado en todo momento, (orsus conse-os, sus alores, (or la motiaci/n constante que nos
(ermiten ser (ersonas de *ien, (ero m0s que nada (or su amor
incondicional.
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"
Universidad Nacional Jos Faustino Snchez CarrinIngeniera etal!rgica
'+(',.CI"I.N/0
A la 1acultad de Ingeniera Qumica + Metalrgica, que es la
casa que nos e crecer (rofesionalmente, que a tras de su
(lana docente nos dan una *uena formaci/n (rofesional.
IN/(0,UCCI1N
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#
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La transferencia de calor es la ciencia que trata de predecir el intercambio de energa que
puede tener lugar entre cuerpos materiales, como resultado de una diferencia de temperatura.
La termodinmica ensea que esta transferencia de energa se define como calor. La ciencia de
la transferencia de calor pretende no slo explicar cmo la energa trmica puede ser
transferida, sino tambin predecir la rapidez con la que, bajo ciertas condiciones especficas,
tendr lugar esa transferencia.
La transferencia de calor se da en distintos procesos, en nuestra vida cotidiana, sin a veces
darnos cuenta, en procesos industriales, en fin en mucos campos ! uno de los campos que
vamos estudiar en el presente trabajo es la transferencia de calor en los ornos metal"rgicos.
#n orno metal"rgico es un dispositivo que permite generar calor ! mantenerlo dentro de un
cierto compartimiento para generar la fundicin de nuestro metal.
$ntre las consideraciones principales de un orno se encuentran las necesidades de calor para
las condiciones de trabajo requeridas, el material de construccin de las paredes, la forma en
que se transportar el material que va a ser sometido al tratamiento trmico% factor importante
cuando se trata de piezas de ms de &' toneladas, las cuales pueden variar en su forma !
tamao.
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Figura 3 Mantenimiento: bsqueda de fisuras en superficie de control de materiales
compuestos.
IN,IC.
DEDICATORIA......2
AGRADECIMIENTO................3
INTRODUCCIN...4
NDICE.........6
ENSAYO NO DESTRUCTIVO POR MTODO DE ULTRASONIDO.......7
1. NOCIONES ACSTICAS........82. PRINCIPIOS BSICOS...9
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3. TIPOS DE ONDAS.............114. GENERACIN DE ULTRASONIDOS.........14
4.1proc!"#"$%o& #c'$"co&....144.1.1 (c%o #)*$%o&%r"c%"+o....1,4.1.2 (c%o p"-o/c%r"co...1,
4.1.3 c)r)c%r"-)c"o$ ! c)0-)....1,. PROCEDIIENTOS DE ENSAOS DE ULTRASONIDOS..................................23,.1Proc!"#"$%o ! %r)$"&"$................................................23,.2 Proc!"#"$%o p5&o6co.2,,.3%r)$&!5c%or&...............................................................29,.40oc7 ! c)"0r)c"o$................................32,.,0oc7 &c)o$)!o.............................................32,.c)0 co)")33,. )cop)$%&336. REQUISITOS Y SECUENCIA DE INSPECCIN DE ULTRASONIDO..347. VENTAJAS DEL ULTRASONIDO INDUSTRIAL..388. LIMITACIONES DEL ULTRASONIDO...38
. DESVENTAJAS DEL ULTRASONIDO.3!". NORMA IRAM#ISO 7!23
$CONCLUSIONES.......4"
$%I%LIOGA&RIA.....4!
$ANE'OS......42
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.NS'20 N0 ,.S/(UC/I30 %0( "4/0,0 ,. U-/('S0NI,0
56 N0CI0N.S 'C7S/IC'S
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Con el fin de o*tener una me-or com(rensi/n de los fen/menos que ocurren
en el ensa+o no destructio de ultrasonido se citar0n algunos trminos + (rinci(ios
*0sicos de la fsica que com(rende la acstica2
Primeramente de*e destacar que no se utili3ar0 la su(osici/n de que los
cuer(os son (erfectamente rgidos, con lo cual se utili3ar0 el siguiente modelo2 La
materia se encuentra formada (or (eque4as molculas cu+a forma de distri*uci/n +
fuer3a de atracci/n de(ende del estado en que se encuentra dic)a materia. Estos
estados son los siguientes2
Solido& Est0 formado (or molculas fuertemente atradas entre si + que se
encuentran distri*uidas en forma regular + geomtrica en (osiciones deequili*rio. Estas fuer3as de atracci/n son del ti(o el0sticas, es decir, que
mientras no se so*re(ase el llamado 5Limite de Elasticidad6, las deformaciones que
se (rodu3can no ser0n (ermanentes.
Lquido: Cuando al suministrar calor a un s/lido se rom(e su estado se equili*rio
entre sus molculas esta (asa a estar en un estado lquido. Las molculas en el
estado lquido ocu(an (osiciones al a3ar que aran con el tiem(o. Las distancias
intermoleculares son constantes dentro de un estrec)o margen.
Gaseoso:Al seguir suministrando calor, las molculas se acelera + de-an el liquido
formando el gas. Este estado de la materia no tiene forma mi olumen (ro(io. 7u
(rinci(al com(osici/n son molculas no unidas, e8(andidas + con (oca fuer3a de
atracci/n, )aciendo que no tengan olumen + forma definida, (roocando que este
se e8(anda (ara ocu(ar todo el olumen del reci(iente que la contiene.
7i tomamos a)ora un s/lido + (roocamos en l una (ertur*aci/n 9gol(e (or
e-em(lo: (roduciremos una agitaci/n en sus molculas que se (ro(agar0 (or el
s/lido )asta sus e8tremos, la llamaremos ;
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Ca*e destacar que las ondas solo (roocan la (ro(agaci/n de energa + no de
materia, + eso se de*e al aco(lamiento de las (artculas del medio en que ia-a.
86 %(INCI%I0S 9:SIC0S ;/4("IN0S ?
%ertur$acin en su#er@icie de lAuidos
@a que los lquidos + gases no ofrecen ninguna resistencia a losesfuer3os de corte, las ondas transersales no (ueden ser (ro(agadas en
estos medios, entonces solo las ondas longitudinales (ueden (ro(agarse
en lquidos + gases. 7in em*argo en los s/lidos (ueden (ro(agarse
tanto las ondas transersales como las longitudinales + sus
com*inaciones.
3 . 3 . O+,%S S#/4F-5-%L/S O ,/ 4%-L/-G6: 7on ondas que se (ro(agan
so*re las su(erficies de los s/lidos de es(esores relatiamente gruesos(enetrando a(ro8imadamente una longitud de onda. Estas (oseen la
(articularidad de que el moimiento de las (artculas es una com*inaci/n
de moimiento transersal + longitudinal reali3ando una eli(se la cual el
ma+or e-es es el (er(endicular a la direcci/n de (ro(agaci/n de la
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onda. Estas ondas son utili3adas en el mtodo de ultrasonido (orque son
(articularmente sensi*les a defectos en la
su(erficie + son ca(aces de co(iar (osi*les curas que dic)as su(erficies
(osean.
Figura *7 ondas superficiales.
3.(. 0N,'S ,. -'"9& Las ondas de Lam* a(arecen en cuer(os cu+o es(esor
es del mismo orden que una longitud de onda, (or e-em(lo en c)a(as
delgadas. Estas se (ro(agan (aralelas a la su(erficie a tras de todo el
es(esor de material. 7on mu+ influenciadas (or el es(esor del material + la
frecuencia de moimiento.
7e generan cuando ingresan en el material a un 0ngulo de incidencia en
el cual la com(onente de la elocidad (aralela a la su(erficie de la (ie3a
es igual a la elocidad de (ro(agaci/n del sonido en el mismo material,
(udiendo ia-ar distancias de metros en el acero.
7on utili3adas, generalmente, (ara escanear c)a(as, alam*res + tu*os.
El moimiento de las (artculas es similar al moimiento en eli(se
mencionado anteriormente generando dos modos (rinci(ales de i*raci/n,
el llamado 7imtrico o Modo extensional 9moindose (aralelas a la
su(erficie simtricamente res(ecto al (lano medio: + el Anti simtrico, o
llamado Modo Flexional, el ma+or moimiento de las (artculas es
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(er(endicular a la su(erficie, en este modo la (laca se fle8iona. Las
siguientes im0genes (resentan los moimientos antes descritos.
Figura **. Ondas de Lamb %sim8trica Figura *. Ondas de Lamb
Sim8trica.
3.). 0ndas de torsin& Este ti(o de ondas (uede (ro(agarse en cuer(os con
forma de *arras, estas son oscilaciones rotacionales alrededor del e-e
longitudinal de la *arra + la direcci/n de (ro(agaci/n se sita en la
direcci/n del e-e de la *arra.
B6 +.N.('CI0N ,. U-/('S0NI,0
E8isten numerosos medios de (roducci/n de ondas ultras/nicas,
a(roec)ando diersos fen/menos fsicos, algunos de los cuales siren (ara los
E;
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En (rinci(io son los mismos que los que se em(lean (ara generar sonido
audi*le. 7on dis(ositios ca(aces de oscilar que se constru+en de tal manera que
(osean una frecuencia (ro(ia corres(ondientemente alta. Este (rocedimiento no
se utili3a en la rama de ensa+os no destructios.
(.*.*. .F.C/0 "'+N./0.S/(IC/I30
Consiste en a(roec)ar la (ro(iedad que tiene algunos materiales ferro
magnticos 9es(ecialmente el ;quel, adem0s del acero: de contraerse o
e8(andirse en determinada direcci/n cuando est0n sometidos a la influencia de
cam(os magnticos en condiciones es(eciales. Este efecto es reci(roco, lo que
(ermite a su e3 emisi/n + rece(ci/n de la ondas ultras/nicas.
Figura *3 /squema de generacin por m8todo magnetoestricti1o6
(.*.. .@ecto #iezoelctrico
Este efecto es a(roec)ado casi uniersalmente (ara el ensa+o no destructio
de materiales. Los elementos utili3ados son, *0sicamente, una (ie3a de material
(olari3ado 9en cierta (arte las molculas es encuentran cargadas (ositiamentemientras que en otra (arte las molculas se encuentran cargadas
negatiamente: con electrodos ad)eridos a dos de sus caras o(uestas. Cuando
un cam(o elctrico es a(licado a lo largo del material las molculas (olari3adas se
alinear0n con el cam(o resultando un di(olo inducido en la estructura cristalina.
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Esta alineaci/n de las molculas causar0 un cam*io dimensional, llamado
electrostriccin. A su e3 (uede darse la acci/n o(uesta, es decir, (roducir un
cam(o elctrico cuando cam*ian de dimensi/n.
Entre los materiales m0s conocidos en la utili3aci/n de cristales (ara los
transductores se encuentran los siguientes2
5uar9o: 1ue el (rimer material utili3ado. =iene caractersticas mu+ esta*les
en frecuencia, sin em*argo es (o*re en la generaci/n de energa acstica +,
comnmente, reem(la3ado (or materiales las eficientes.
Sulfato de Litio: Es mu+ eficiente como rece(tor de energa acstica, (ero es
mu+ fr0gil, solu*le en agua + su uso es limitado a tem(eraturas de*a-o de los '
BC.
5ermicas sinteti9adas: Producen generadores de energa acstica m0s
eficientes (ero tienen tendencia a desgastarse.
eneralmente el es(esor del elemento actio 9cristal: utili3ado es
determinado (or la frecuencia de utili3aci/n del transductor. Cuanta m0s alta son
las frecuencias requeridas, m0s delgados ser0n los cristales utili3ados.
El mtodo de generaci/n de ultrasonido (ermite alcan3ar frecuencias de
)asta $'Megaciclos (or segundo 9$'MH3:.
Figura *( /squema de elementos pie 9 oel8ctricos.
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(.*.3. C'('C/.(IS/IC'S ,.- C'9.'-
El ca*e3al es una (arte mu+ im(ortante del instrumento de ultrasonido. Como se
coment/ anteriormente, es el que contiene el elemento (ie3oelctrico que conierte
la se4al elctrica en i*raciones mec0nicas 9Emisi/n: + las i*raciones
mec0nicas en energa elctrica 9"ece(ci/n:. Algunos factores, como la
construcci/n mec0nica + elctrica, afectan el com(ortamiento del ca*e3al. La
construcci/n mec0nica inclu+e (ar0metros como la su(erficie de radiaci/n, el
amortiguamiento (ro(io, el enca(sulado, el cone8ionado, entre otros.
La siguiente figura (resenta un corte t(ico de un ca*e3al2
Figura *) /squema de cabe 9 al ultrasnico.
El elemento (ie3oelctrico es cortado a la mitad de la longitud de onda
deseada. Para o*tener la ma+or energa de salida (osi*le se coloca una
l0mina de &D de la longitud de onda con una im(edancia determinada entre
la cara del ca*e3al + el cristal (ie3oelctrico. Esta l0mina genera que todas las
ondas que salen del ca*e3al lo )agan en fase.
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Figura *0 /squema de lminas de proteccin del cabe 9 al.
Los ca*e3ales de contacto inclu+en una l0mina que (rotege loselementos internos de ralladuras.
El material de a(o+o 97e4alado en ro-o en la figura anterior: tiene una gran influencia
en las caractersticas de amortiguamiento del ca*e3al. Utili3ar un material de a(o+o
con una im(edancia similar a la del elementos (ie3oelctrico (roducir0 un
amortiguamiento lo m0s eficiente (osi*le, (or lo que el ca*e3al tendr0 un anc)o de
*anda de tra*a-o m0s am(lio + una me-or sensi*ilidad. Cuando la diferencia de
im(edancia entre am*os materiales aumenta la (enetraci/n aumenta (ero lasensi*ilidad se reduce.
Los ca*e3ales est0n construidos (ara so(ortar cierto maltrato, (ero se
recomienda mani(ularlos con cuidado +a que un mal uso, como gol(es (uede
que*rar la l0mina de (rotecci/n o el material de a(o+o, da4o que ser0 eidente en la
lectura del ensa+o.
(.*.3.*. -ongitud de onda ! deteccin de de@ectos
En un ensa+o de ultrasonido en usuario tiene que decidir qu frecuencia
utili3ar +, como +a se io antes, un cam*io en la frecuencia de la onda (roduce un
cam*io en la longitud de onda del sonido, +a que la elocidad es constante. Por
otro lado, la longitud de onda del ultrasonido utili3ado tiene un efecto significante
en la (ro*a*ilidad de detectar discontinuidades. Una regla general es que una
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discontinuidad de*e tener un largo de, (or lo menos, la mitad de la longitud de
onda (ara tener una (ro*a*ilidad ra3ona*le de ser detectada.
La sensi*ilidad + la resoluci/n son dos trminos comnmente utili3ados en
la ins(ecci/n con ultrasonido. 7ensi*ilidad es la ca(acidad de locali3ar (eque4as
discontinuidades en el ensa+o, esta, generalmente, se incrementa al incrementar
la frecuencia 9disminu+e la longitud de onda:. "esoluci/n es la ca(acidad del
sistema de detectar fisuras que se encuentran mu+ (r/8imas o mu+ cerca de los
*ordes, este (ar0metro tam*in aumenta cuando se incrementa la frecuencia.
Pero el aumentar la frecuencia (uede afectar la ca(acidad del instrumento de
forma adersa de*ido a que las ondas de sonido tienden a dis(ersarse enmateriales con estructura de granos gruesos como las (ie3as fundidas. A su e3,
dic)o aumento de frecuencia genera una reducci/n en el (oder de (enetraci/n de
la medici/n. Por lo tanto (ara seleccionar una /(tima frecuencia de ins(ecci/n se
de*en )acer un *alance entre los resultados faora*le + los desfaora*les de la
selecci/n, antes de seleccionar dic)a
frecuencia se de*en tener en cuenta el tama4o de grano, el es(esor de la (ie3a,
el ti(o de discontinuidad, tama4o + (ro*a*le locali3aci/n.
Ca*e destacar que )a+ otros (ar0metros que tam*in influ+en en la ca(acidad
del equi(o, estos son2 la longitud del (ulso a(licado, el ti(o + olta-e a(licado al
cristal, las (ro(iedades del cristal, el material + el di0metro del ca*e3al, el circuito
de (rocesamiento de datos del instrumento.
(.*.3.. .@iciencia* ancho de $anda ! @recuencia del ca$ezal6
Algunos ca*e3ales son construidos con ma+or eficiencia (ara transmitir
+ otros con ma+or eficiencia (ara reci*ir. A menudo un ca*e3al con un *uen
rendimiento (ara una a(licaci/n no es el adecuado (ara otras a(licaciones.
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Es im(ortante entender el anc)o de *anda o rango de frecuencias de un ca*e3al.
=odos los ca*e3ales (oseen una frecuencia central que de(ende
(rinci(almente del material de apoyo + del cristal utili3ado. Ca*e3ales con
alto amortiguamiento res(onder0n a una am(lia gama de frecuencias con un alto
(oder de resoluci/n, en cam*io, ca*e3ales con menor amortiguamiento tendr0n
un rango estrec)o de frecuencias + (o*re (oder de resoluci/n, (ero ma+or
(enetraci/n.
La frecuencia central define las ca(acidades del ca*e3al, frecuencias
*a-as, del orden de %,' MH3 a $,$' MH3 (roeen ma+ores energas +
(enetraci/n en el material, mientras que (ara cristales de altas frecuencias, del
orden de &' MH3 a $' MH3 se reduce la (enetraci/n (ero (oseen gran
sensi*ilidad (ara detectar (eque4as discontinuidades.
(.*.3.3. Ca#o de radiacin del ca$ezal
El sonido emitido (or un ca*e3al (ie3oelctrico no se origina desde un
(unto sino que se origina desde la su(erficie del elemento (ie3oelctrico.
El cam(o de sonido emitido (or un transductor t(ico se (resenta en la
siguiente figura, (uede o*serarse cualitatiamente la intensidad del sonido con la
a+uda de la gama de colores en la cual los m0s claros corres(onden a
intensidades m0s altas.
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Figura *2 /squema cualitati1o de intensidades de sonido emanadas por un cabe 9 al
pie 9 oel8ctrico.
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Figura 5> ? .sAuea cualitativo de intensidades de sonido eanadas #or un ca$e z al#ie z oelctrico
Como +a se mencion/ anteriormente, los ca*e3ales son fa*ricados (ara
arias a(licaciones es(ecficas, (or lo tanto )a+ que (restar es(ecial atenci/n a la
elecci/n (ar0metros como la frecuencia deseada, anc)o de *anda + el enfoque
del mismo segn la necesidad. Estos se clasifican segn la a(licaci/n.
Ca$ezales de contacto
7on utili3ados (ara las ins(ecciones que necesitan contacto con la (ie3a +
son, generalmente, mani(ulados a mano. Estos (oseen sus com(onentes
(rotegidos (or una carcasa ergon/mica + una interfase que im(ide el desgaste de
la cara que ro3a con las (ie3as a anali3ar.
"equieren de un medio de aco(le como grasas, aceites o agua (ara remoer la
(elcula de aire entre el ca*e3al + el com(onente anali3ado.
D6 %(0C.,I"I.N/0 ,. .NS'20S ,. U-/('S0NI,0
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).*. %rocediiento de transisin
Este (rocedimiento eala la (arte del ultrasonido que se )a transmitido a tras
de la (ie3a a ensa+ar. A un lado de la (ie3a se a(lica el emisor + al otro el
rece(tor.
En (resencia de un defecto la intensidad sonora en el rece(tor disminu+e a causa
de la refle8i/n (arcial o ose )ace nula en caso de refle8i/n total. Lo mismo da
que se em(lee sonido continuo o im(ulsos de sonido (ara el ensa+o +a que el
emisor + el rece(tor se encuentran se(arados entre s.
En este ensa+o no se (uede determinar la (rofundidad a la que se encuentra
locali3ado el defecto de la (ie3a. Es necesaria una e8acta alineaci/n entre el
emisor + el rece(tor
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Figura 7 &isuali9 acin en procedimiento de transmisin.
).. %rocediiento %ulsoE.co
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Este (rocedimiento utili3a la (orci/n refle-ada del sonido (ara ealuar los
defectos. El ca*e3al (ie3oelctrico funciona tanto como emisor como rece(tor.
Como la energa reci*ida es muc)o m0s d*il que a emitida, aqu no (uede
o(erarse so*re la *ase de sonido continuo, se em(lean e8clusiamente im(ulsos
de sonido.
Un im(ulso elctrico de cortsima duraci/n genera una an0loga onda ultras/nica,
inmediatamente des(us, mientras an se est0 (ro(agando la onda el mismo
oscilador est0 listo (ara la rece(ci/n. La onda (enetra el material )asta que, como
resultado de una su(erficie limite, tiene lugar una refle8i/n total o (arcial.
7i la su(erficie reflectante se encuentra (er(endicular a la direcci/n de(ro(agaci/n de la onda, esta se refle-a en su direcci/n (rimitia +, al ca*o de un
tiem(o llega de uelta al oscilador siendo reconertida en un im(ulso elctrico.
Pero no toda la energa que regresa es reconertida, sino que en la interfa3 entre
el ca*e3al + la su(erficie de la (ie3a tiene lugar una nuea refle8i/n, (or lo que
una (arte menor del sonido uele a atraesar la (ie3a (or segunda e3 + as
sucesiamente.
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Figura 85 ? 3isualiz acin en #rocediiento #ulso E eco6
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Figura &isuali 9 acin en
procedimiento pulso < eco con fisura.
)..*. .Aui#o $sico #ulsoEeco La ma+ora de los sistemas de ins(ecci/n ultras/nica inclu+e el siguiente
equi(o *0sico2 Un generador electr/nico de se4ales que (roduce (ulsos elctricos de corta
duraci/n. Un (al(ador 9transductor: que emite el )a3 de ondas ultras/nicas cuando
reci*e los (ulsos elctricos. Un aco(lante que transfiere las ondas del )a3 ultras/nico a la (ie3a de
(rue*a. Un (al(ador 9que (uede ser el mismo que se utili3/ (ara emitir las ondas de
ultrasonido: (ara ace(tar + conertir las ondas de ultrasonido de la (ie3a de
(rue*a a (ulsos elctricos. Un dis(ositio electr/nico (ara am(lificar + si es necesario, desmodular o de
otra manera modificar las se4ales del transductor.
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Un dis(ositio de des(liegue (ara indicar las caractersticas o marcas de
salida de la (ie3a de (rue*a, el dis(ositio (uede ser un tu*o de ra+os
cat/dicos 9="C:, (antalla electroluminiscente o de cuar3o lquido.
Un relo- electr/nico o contador 9timer: (ara controlar la o(eraci/n de loscom(onentes del sistema, (ara serir como (unto de referencia (rimario, +
(ara (ro(orcionar coordinaci/n del sistema com(leto.
Figura 3 /quipo ultrasnico pulso
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56 Fora de #ro#agar el haz ultrasnico&)a3 recto + )a3 angular.86 /cnica de ins#eccin&de contacto + de inmersi/n.=6 Nero de cristales&un cristal, $ cristales o dual + de cristales mlti(les.B6 +rado de aortiguaiento& de *anda anc)a, *anda angosta + de
amortiguamiento interno.D6 '#licaciones es#eciales&transductores li*res, s(er amortiguados,
(untuales, (erisc/(icos + con lnea de retardo.
Figuran ( =erramientas de aplicaciones especiales
).3.*. ,IF.(.N/.S /I%0S ,. /('NS,UC/0(.S6
.l transductor de haz angular&(uede ser de dos ti(os2 como una unidad integral
/ desmonta*le 9transductor de )a3 recto + 3a(ata:. Una cu4a de (l0stico entre el
elemento (ie3oelctrico + la su(erficie de contacto esta*lece el 0ngulo de
incidencia de la unidad de rastreo. La cu4a de*e dise4arse (ara reducir o eliminar
las interferencias internas dentro de la cu4a que (ueden traer como resultado ecos
falsos.
/ransductores de contacto& Estos transductores son colocados directamente
so*re la su(erficie de ins(ecci/n utili3ando un medio de aco(le + (resionando el
transductor so*re la misma (ara que (uedan ser transmitidas las ondas
ultras/nicas.
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/ransductores de inersin&La transmisi/n del ultrasonido desde el transductor
a la (ie3a *a-o (rue*a se efecta a tras de una columna de lquido, es decir, sin
que e8ista contacto directo, (resi/n o ro3amiento entre el transductor + la (ie3a.
/ransductor noral de un solo cristal ;eisor ! rece#tor
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o*tenidas en los (atrones de referencia. Los *loques (atrones son usados
(ara estandari3ar la cali*raci/n del equi(o + ealuar en forma com(aratia las
indicaciones o*tenidas de la (ie3a de ensa+o. Los (atrones de referencia
est0n )ec)os de materiales de*idamente seleccionados (ara garanti3ar su
sanidad interna + que satisfagan los requisitos de atenuaci/n, tama4o de
grano + tratamiento =G"MIC.
).). 9-0CG .SC'-0N',0El *loc> de escalones& sire (ara efectuar cali*raciones cuando se requiere
un alto grado de e8actitud en la determinaci/n de es(esores de (ared2 (ara la
erificaci/n del desgaste que se )a tenido, (or e-em(lo, una tu*era en
sericio. El nmero de escalones as como el interalo de sus incrementosres(ectios estar0 en funci/n del lmite de cali*raci/n deseado. El transductor
de do*le cristal o d(le8 + este ti(o de *loque es la cl0sica com*inaci/n,
usando un equi(o ultras/nico ti(o (ulsoFeco con *arrido ti(o A.
Figuran) >loc? de
5alibracin de ) pasos.
).0. C'9-. C0'HI'-
Un accesorio del sistema de ultrasonido es el ca*le coa8ial, el cual en sus
e8tremos (osee conectores los cuales unen al instrumento + al transductor.
Los ti(os de conectores m0s comunes son2
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"icrodot&(ara transductores mu+ (eque4os 9con rosca:. 9NC&de medio giro. UF&(ara mu+ alta frecuencia 9con rosca:, usado en inmersi/n. -eo&de media (resi/n, los )a+ en dos tama4os2 % + %%. /uchel&en la actualidad fuera de uso.
Figuran 0 ,iferentes tipos de cables @ conectores.
).2. 'C0%-'N/.SLos aco(lantes normalmente usados (ara la ins(ecci/n (or contacto
son agua, aceites, glicerina, grasas de (etr/leo, grasa de silic/n, (asta de
ta(i3 + arias sustancias comerciales ti(o (asta. Pueden usarse algunos
(l0sticos suaes que transmiten las ondas de sonido donde (uede lograrse un
*uen aco(lamiento a(licando (resi/n con la mano a la unidad de rastreo.
=6656 Seleccin ! uso de los aco#lantesLa tcnica ultras/nica necesita de un aco(lante adecuado (ara transmitir el
ultrasonido entre el transductor + la (ie3a de (rue*a. El aco(lante (uede ser
lquido, semilquido o (astoso con las caractersticas siguientes2
&. Pro(orcionar un aco(lamiento acstico (ositio (ara una (rue*a confia*le
9am(litudes de ecos de (ared (osterior consistentes:.$. Mo-ar la su(erficie de la (ie3a de (rue*a + la cara del transductor,
e8clu+endo el aire entre ellas.. Pueda ser f0cilmente a(licado.
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K6 (.QUISI/0S 2 S.CU.NCI' ,. -' INS%.CCI1N %0( U-/('S0NI,0 IN,US/(I'-6
Antes de iniciar una ins(ecci/n (or U=, es necesario definir los siguientes(ar0metros, a fin de )acer una correcta selecci/n del equi(o de tra*a-o. Cu0l es el ti(o de discontinuidad que (uede encontrarse. Qu e8tensi/n + orientaci/n (uede tener en la (ie3a. Qu tolerancias se (ueden a(licar (ara ace(tar o rec)a3ar la indicaci/n.
En la ins(ecci/n de soldaduras se utili3a generalmente el mtodo de (ulsoFeco en la
(resentaci/n 7CA;FA. Este sistema 97CA;FA: utili3a un tu*o de ra+os cat/dicos que
muestra la informaci/n del ensa+o.=odas las normas e8igen que el instrumento de ins(ecci/n ultras/nica sea reisado +,
en caso necesario, recali*rado (or un taller de sericio autori3ado (or el fa*ricante.
Este ltimo (unto es de ital im(ortancia si se est0 tra*a-ando *a-o c/digos o
normas de ace(taci/n internacional como AJ7 o A;7IDA7ME. Con *ase en lo
anterior, antes de adquirir un equi(o, es recomenda*le isitar al (roeedor +
com(ro*ar que cuenta con la licencia (or (arte del fa*ricante (ara dar el sericio de
mantenimiento (reentio + correctio al equi(o.
A continuaci/n se de*en seleccionar el (al(ador + el ca*le coa8ial a ser em(leados2
Los ca*les son del ti(o coa8ial (ara (reenir (ro*lemas de interferencia elctrica +
sus cone8iones de*en ser com(ati*les con las del instrumento + el transductor a
em(lear. Por lo comn, las normas esta*lecen las condiciones mnimas que de*en
cum(lir los transductores.
En la ins(ecci/n (or ultrasonido se utili3a (or lo general ondas longitudinales 9)a3
recto: u ondas transersales 9)a3 angular:. Las frecuencias m0s comnmente
utili3adas son de & a ' MH3 con )aces de sonido o 0ngulos de %K, 'K, %K + %K. En
la ins(ecci/n con )a3 recto el sonido es transmitido (er(endicularmente a la
su(erficie de entrada del sonido.
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Figuran 2 -nspeccin mediante ultrasonido industrial con =a9 recto.
Figuran ; -nspeccin
mediante ultrasonido industrial con =a9 recto.
En la ma+ora de las ins(ecciones de soldaduras, que se efectan utili3ando
la tcnica de )a3 angular, idealmente solamente a(arecer0n en el ="C se4ales
originadas (or discontinuidades durante la ins(ecci/n.
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Figuran A
-nspeccin
mediante
ultrasonido
industrial con=a9 angular.
Es frecuente su em(leo (ara la medici/n de es(esores, detecci/n de 3onas de
corrosi/n, detecci/n de defectos en (ie3as que )an sido fundidas for-adas, roladas o
soldadas en las a(licaciones de nueos materiales como son los metal cer0micos +
los materiales com(uestos, )a tenido una gran ace(taci/n, (or lo sencillo + f0cil de
a(licar como mtodo de ins(ecci/n (ara el control de calidad. Las nueas tendencias
indican que su cam(o de a(licaci/n se me-orar0 con el a(o+o de las com(utadoras
(ara el an0lisis inmediato de la informaci/n o*tenida.
Figuran 37 Medicin de espesores con transductor focali9ado en 9onas de corrosin eBterna
para obtener espesores remanentes.
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Figuran 3* >arrido ultrasnico con equipo ultrasnico de arreglo de fases.
6 3.N/'J'S ,.- U-/('S0NI,0 IN,US/(I'-6
7e detectan discontinuidades su(erficiales + su*su(erficiales. Puede delinearse claramente el tama4o de la discontinuidad, su locali3aci/n +
su orientaci/n. 7/lo se requiere acceso (or un lado del material a ins(eccionar. =iene alta ca(acidad de (enetraci/n + los resultados de (rue*a son conocidos
inmediatamente.
L6 -I"I/'CI0N.S ,.- U-/('S0NI,0 IN,US/(I'-6
Est0 limitado (or la geometra, estructura interna, es(esor + aca*ado
su(erficial de los materiales su-etos a ins(ecci/n. Locali3a me-or aquellas discontinuidades que son (er(endiculares al )a3 de
sonido. Las (artes (eque4as o delgadas son difciles de ins(eccionar (or este
mtodo. El equi(o (uede tener un costo eleado, que de(ende del niel de sensi*ilidad
+ de sofisticaci/n requerido. El (ersonal de*e estar calificado + generalmente requiere de muc)o ma+or
entrenamiento + e8(eriencia (ara este mtodo que (ara cualquier otro de los
mtodos de ins(ecci/n.
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La inter(retaci/n de las indicaciones requiere de muc)o entrenamiento +
e8(eriencia de (arte del o(erador.
>6 ,.S3.N/'J'S ,.- UN/('S0NI,0
Esta limitado (or la geometria, estructura interna, es(esor + aca*ado
su(erficial de los materiales su-etos a ins(eccion. Lacali3a me-or aquellas discontinuidades que son (er(endiculares al )a3 del
sonido. Las (artes (eque4as o delgadas son dificiles de ins(eccionar (or este
metodo. El equi(o (uede tener un costo eleado, que de(ende del niel de sensi*ilidad
+ de satusfaccion requerido. El (ersonal de*e estar calificado + generalmente requiere de muc)o ma+or
entrenamiento + e8(eriencia (ara este metodo que (ara cualquier otro de los
metodos de ins(eccion. La inter(retacion de las indicaciones requiere de muc)o entrenamiento +
e8(eriencia de (arte del o(erador.
5M6 N0("' I('"?IS0 >58
con la im(lementacion de la norma iso &N&$ a (artir del a4o &NN se tiende a
unificar internacionalmente los criterios de calificacion + certificacion de (ersonal de
ensa+os no destructios, (roduciendose cam*ios + ada(taciones de los diferentes
sistemas )asta ese momento utili3ados, (or e-em(lo la A7;= crea el 7istema de
Calificacion Central.
Esto inclu+e todos los (rocedimientos necesarios (ara demostrar la calificacion deuna (ersona (ara un metodo de E;< + que conducen a un testimonio escrito so*re
su calificacion, con la asistencia de entidades calificadoras de*idamente autori3adas.
Actualmete esta a discusi/n (u*lica la ;orma I"AMF I7 N&$F&NNN.
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C0NC-USI0NEl estudio de ultrasonido en los materiales es mu+ im(ortante en nuestro cam(o de
accion como (etroleos, de*ido a su utili3acion se a o(timi3ado de manera mu+ efica3
la (roduccion de )idrocar*uros remediando el estado las tu*erias de (roduucion,
oleoductos o tanques de almacenamiento que (resenten da4os internos o e8ternos
+a sea (or falla mecanica, corrosion, etc
9I9-I0+('FI'
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htt#s&es6OiPi#edia6orgOiPiIns#ecciC=9=nR#orRultrasonido
htt#&htl6rincondelvago6coultrasonidosR56htl
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ATensa!o#orultrasonidoVclientTa@@EaWthonE
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UltrasonidoXscri$d
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https://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_ultrasonidohttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-https://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-http://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Inspecci%C3%B3n_por_ultrasonidohttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-https://www.google.com.pe/search?q=ensayo+por+ultrasonido&client=aff-maxthon-http://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos60/inspeccion-ultrasonido-materiales/inspeccion-ultrasonido-materiales.shtmlhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://es.scribd.com/doc/86928330/ensayo-no-destructivo-Ultrasonido#scribdhttp://html.rincondelvago.com/ultrasonidos_1.htmlhttp://www.epandt.com/es/services_ut_es.htmlhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonido -
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