informe ultrasonido lab 4(1)

8/17/2019 Informe Ultrasonido Lab 4(1)

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RESUMEN

El equipo de medición de espesores con ondas ultrasónicas se utiliza, como su

nombre lo indica, para la medición de espesores de cualquier material en

donde las ondas ultrasónicas pueden ser transmitidas y refejadas nuevamentedesde una supercie opuesta de donde se coloca el palpador Es una t!cnica de

ensayo no destructivo r"pida, sencilla y precisa En la actualidad se aplica

ampliamente para la medición de espesores de ca#er$as, c%apas, perles y

recipientes a presión, en equipos durante su &abricación, como as$ tambi!n

para el monitoreo de disminución de espesor durante su uso en toda su vida

'til En la si(uiente practica se midieron espesores mediante la t!cnica de

ultrasonido, en la carcasa de un ventilador centr$&u(o que se encuentra en el

laboratorio de fuidos, del departamento de )n(enier$a Mec"nica de laUniversidad de *riente, n'cleo +nzo"te(ui, donde se encontraron al(unas

discontinuidades a lo lar(o de todos los puntos esco(idos para la toma de

muestras, lo cual indica que eisten da#os mec"nicos en la supercie que

pueden a&ectar de &orma ne(ativa su desempe#o


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*-.E/)0*S*-.E/)0* 1ENER+23 +l nalizar la pr"ctica el estudiante estar" en capacidad de utilizar un

medidor de espesor por Ultrasonido*-.E/)0*S ES4E567)5*S3 Medir espesores y discontinuidades dentro del volumen del

material seleccionado para la pr"ctica, mediante prueba nodestructiva Ultrasónica

)denticar los )nstrumentos de medición para la realización de lapr"ctica

Realizar inspección (eneral al material sujeto a estudio 8Seleccionar la zona cr$tica del material sometido a estudio9ia(nosticar la situación actual del material seleccionado por el

pro&esor


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>> /ransductores ?4alpadores@ Es el medio por el cual la ener($a

el!ctrica se convierte en ener($a mec"nica ?ondas sonoras@ o viceversa

*pera debido al e&ecto piezoel!ctrico, el cual consiste en que ciertos

cristales cuando se tensionan, se polarizan el!ctricamente y (eneran

voltaje el!ctrico entre las supercies opuestas Esto es reversible en el

sentido de que al aplicar un voltaje a trav!s las caras de un cristal, se

produce una de&ormación del mismo Este e&ecto microscópico se ori(ina

por las propiedades de simetr$a de al(unos cristales 2a si(uiente tabla

resume las principales caracter$sticas de al(unos materiales

piezoel!ctricos

/ipos 9e 4alpadores

• 4alpador de contacto Se coloca directamente en la supercie de

prueba aplicando presión y un medio de acoplamiento Se &abrica para

inspecciones de %az recto 4ara prote(er el transductor de la abrasión,

se cubre con un material duro como el oido de aluminio

• 4alpadores de %az recto Emite ondas lon(itudinales con &recuencias

de AB a CA MDz Se emplea (eneralmente para la inspección de piezas

en las que se puede colocar directamente la unidad de prueba sobre el"rea de inter!s las discontinuidades son paralelas a la supercie de

contacto /ambi!n es 'til en la detección de discontinuidades y en la

medición de espesores

• 4alpadores an(ulares 2os "n(ulos comerciales para el acero son B,

FB, GA, HA, IA, JA (rados

>F Elección del palpador

2a elección de la &recuencia del palpador depende del poder resolutivo y

sensibilidad que se pretende para el ensayo Una menor &recuencia

implica mayor apertura an(ular y menor sensibilidad y viceversa Sin

embar(o, un %az ultrasónico estrec%o y de alta intensidad para localizar


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de&ectos peque#os, puede ser contraproducente ya que podr$a pasar

al('n de&ecto inadvertidamente 4ara materiales de (rano (rueso

conviene utilizar bajas &recuencias, del orden de A> a > MDz 4ara

materiales de (rano no la &recuencia aconsejada es de > a B MDz 4ara

un acero, las lon(itudes de onda ser$an de C a mm, por lo que podr$an

localizar discontinuidades de ABmm ?que se considerar$an de&ectos

4ara materiales de (rano etremadamente no, en donde se requiera

localizar de&ectos etremadamente peque#os, se utilizar"n &recuencias

entre B y CA MDz

>B +coplante Es un l$quido m"s o menos viscoso que se utiliza para

permitir el paso de las ondas del transductor a la pieza bajo ensayo, yaque las &recuencias que se utilizan para materiales met"licos no se

transmiten en el aire 2os acoplantes m"s comunes son3 a(ua, aceite,

(rasa, (licerina y vaselina 2as caracter$sticas que debe tener el

acoplante son3 %umectabilidad ?capacidad de mojar la supercie y el

palpador@, viscosidad adecuada, baja atenuación, bajo costo, removible,

no toico, no corrosivo, impedancia ac'stica adecuada


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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

C Elaborar un croquis del material seleccionado para la pr"ctica> Realizar una inspección (eneral para seleccionar los puntos a ensayar 2impiar las zonas seleccionadasF Encender y calibrar el medidor de espesores ultrasónico de acuerdo almaterial a estudiarB +(re(ar la solución acuosa en el palpador del instrumento demedición, para &acilitar el contacto entre !ste y el material a estudiarG Realizar varias medidas para %acer comparaciones de espesoresH 9eterminar la sección cr$ticaI Realizar un an"lisis de los resultados obtenidos


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Equipos utilizados

o Medidor de espesores por Ultrasonidoo

Marca3 KR+L/KR+MER -R+NS*No Modelo3 9Mo Solución +cuosao 5inta M!tricao 4apel de 2ijao Material a estudiar

5arcasa 0entilador 5entr$&u(oMaterial3 7undiciónUbicación3 2aboratorio de /ermodin"mica Universidad de *riente


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Tabla de Datos/Resultados

4unto Espesor C

?mm@

Espesor >

?mm@

Espesor

?mm@

Espesor

4rom ?mm@C ,F ,B ,G ,B> ,G ,G ,I ,GH F,A F,A ,J ,JHF F, F,A ,J F,AGHB F,F F,> F,C F,>G F,> F,B F,F F,HH F,H F,B F,I F,GHI B,G B,H B,B B,GJ B,> B,C B,A B,CCA B,C B,G B,> B,


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C > F B G H I J CAAAA

CAA

>AA

AA

FAA

BAA

GAA

BA GH JHFAH F>

FHFGH

BGABCA BA

Espesor promedio en cada punto

4untos de estudio

Espesor ?mm@

Análisis de Resultados

5on la tabla C y la (r"ca C se pudo observar que la zona cr$tica deestudio se encuentra localizada en el punto C de la carcasa, pues


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presento el menor espesor de todos con HB menos que el punto demayor espesor, al no contar con los datos de espesor nominales delequipo, ni el %istorial de &uncionamiento, no se pudo realizar unacomparación sobre la evolución del des(aste en el tiempo de operación,pero el "rea critica si(ue siendo el punto C que al tener el menos

espesor es la sección con mayor concentración de es&uerzos, a pesar deesto al ser (ases los que maneja el equipo se presume que el estepuede se(uir en &uncionamiento el tiempo necesario para tomar datossuciente para construir un %istorial de operación que con un EN9posterior sirva de comparación para establecer el (rado de des(aste enoperación y tomar las medidas necesarias sabiendo ya por medio delpresente estudio que el punto uno es el de mayor criticidad

Conclusiones


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C Es importante una correcta calibración del ultrasonido, colocandocorrectamente la velocidad se('n el material a estudiar as$ comosu comprobación con un bloque de dimensiones conocidas y deser posible del mismo material a estudiar

> Es mejor conocer la maquina en operación a n de seleccionar

previamente las "reas donde se realizar" el estudio, sino podr$anestudiarse zonas donde podr$a estar claro no es necesario

9ebe contarse con un medio acoplante que ten(a las mejorescaracter$sticas para el trabajo y no utilizar medios Osobre lamarc%aP

F 2a zona cr$tica ser" el "rea con menos espesor pues contara con lamayor concentración de es&uerzos

B Eisten medidores de espesor por ultrasonidos para distintosmateriales, debe esco(erse correctamente el equipo a utilizar

Recoendaciones


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/ener el acoplante apropiado para el palpador

/ener bloques de dimensiones conocidas y de distintos materialesa n de comprobar la eacta calibración del equipo se('n lainspección a realizar

5onocer los espesores nominales as$ como el %istorial del

componente a inspeccionar o como m$nimo los datos de &abricantea n de utilizar otros %istoriales de equipos similares como puntode comparación

!iblio"#a$%a

%ttps3


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%ttp3


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E(plique de qu& depende el espeso# a edi#

El !ito de la medición de espesores por ultrasonido depende de treselementos esenciales3

C 2a selección del equipo de prueba adecuado

> 5onocimientos de los requerimientos espec$cos de la prueba Eperiencia y conocimiento del personal de inspección

9e i(ual manera de deben tomar en cuenta las variables que puedena&ectar la prueba ultrasónica3

- 5alibración del equipo- /ransductor seleccionado- Uso de acoplante- 0ariaciones de temperatura- +cabado supercial-

Supercies curvas4ara minimizar el error en la medición de espesores, es importantease(urarse que la velocidad del sonido a la cual el equipo esta calibrado,es la misma que el material bajo prueba 2a velocidad ultrasónica en losmateriales, con &recuencia es di&erente a los valores encontrados en lastablas publicadas 4or lo que la mejor &orma de obtener los mejoresresultados es calibrar con un bloque de re&erencia que sea elaborado delmismo material de la pieza de prueba, plano, de acabado liso y deespesor m"imo i(ual al de la pieza de prueba

El transductor utilizado durante la medición de espesores debe estar enbuenas condiciones, sin des(aste notable en la supercie &rontal, de locontrario tendr"n un ran(o e&ectivo de medición reducido El ran(o deltransductor debe incluir los espesores bajo prueba +s$ mismo latemperatura del material bajo prueba debe estar dentro del ran(o detemperaturas del transductor 2a variación de temperatura modicaciertas propiedades en los materiales, entre ellas la velocidadultrasónica del material 2a condición supercial es un &actordeterminante en el acoplamiento entre el transductor y la pieza, por loque una condición supercial no apropiada puede resultar en medicioneserróneas

)Pa#a qu& se ide el espeso# de un ate#ial*

4ara encontrar de&ectos que posiblemente no sean visibles medianteinspección visual Una supercie revestida puede ocultar bajo ella


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de&ectos en el sustrato el espesor de la pared de una tuber$a puede%aber su&rido erosión por el fujo del material que circula por su interior+n"lo(amente, las paredes de un depósito de almacenamiento puedentener una apariencia aceptable por &uera y, sin embar(o, serpeli(rosamente del(adas debido a los productos qu$micos corrosivos que

se mantienen en el mismo

)Es ipo#tante este ensa+o coo una p#áctica deanteniiento*

Es importante, ya que &orma parte del "rea de mantenimientopredictivo como pr"ctica para la detección de &allos que pueden pasardesapercibidos por otras t!cnicas 4or ejemplo s$ una tuber$a de acero es(alvanizada con zinc y a(uas arriba se coloca una tuber$a de cobre, la

tuber$a (alvanizada comenzara una acción de corrosión queposteriormente per&orar" la tuber$a, mediante la medición de espesorcomo mantenimiento puede detectarse este error a tiempo, al observarla disminución de este a trav!s de la inspección, as$ mismo paracualquier pieza que posea espesores que otras t!cnicas como part$culasma(n!ticas no abarca, la medición con ultrasonido es ideal en ladetección de &allos /oda empresa eitosa minimiza al m"imo sustiempos de paradas por &allos en los equipos, por qu! la medición deespesores por ultrasonido y las otras bondades que este aporta son unbuen aliado a la %ora de detectar a tiempo posibles &allos

Ane(os


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