INTRODUCCION A LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Definicin de

INTRODUCCION A LOS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

� Definición de END (NDT) Ensayos o pruebas que, aplicando algún fenómeno físico, no perjudican el futuro desempeño del material o pieza. Dentro de estos ensayos están los métodos de medición, de detección de la capacidad de desempeño de materiales (metálicos o no), estructuras, piezas, mecanismos, entre otras. Selección del criterio o técnica mas adecuada Las piezas, estructuras y otros elementos que pueden fallar en servicio deben ser estudiados del punto de vista mecánico en cuanto al tipo de falla para luego poder aplicar el criterio de END mas adecuado. Tipos de fallas: por excesiva deformación plástica, por rotura (dúctil, frágil, corrosión y fatiga) �

� Tipos de discontinuidades y geometrías - Discontinuidades artificiales o sintéticas: chaveteros, agujeros, cambios de sección, otros. - Discontinuidades naturales: 1) Tri dimensionales con formas geométricas aproximadamente definidas (soldaduras) 2) Tri dimensionales con formas geométricas no definidas (vacíos, rechupes) 3) Bi dimensionales planas (dos en el plano de discontinuidad) 4) Bi dimensionales alabeadas (no hay plano de discontinuidad, superficie compleja) 5) Lineales, rectas o curvas. (mecanizado)

� Cada geometría tendrá asociada un concentrador de tensiones. Al momento de evaluar la seguridad de un componente, estructura, etc, será necesario conocer, además: 1) Tamaño 2) Posición en el componente 3) Angulo entre el plano de la discontinuidad y el eje de las tensiones principales de la pieza 4) Dirección de la discontinuidad alabeada respecto a las tensiones principales. 5) Dirección de la discontinuidad lineal respecto a las tensiones principales. 6) Densidad y distribución de la discontinuidades por unidad de volumen o de área. Con el fin de conocer lo mencionado es que se aplican los diferentes END

� Defecto Falta o ausencia de algún elemento esencial para el correcto funcionamiento de una pieza, estructura, componente, etc. Una discontinuidad podría ser un defecto si es que ella impide el funcionamiento correcto o seguro de la pieza, parte estructural, etc. Es decir una discontinuidad no siempre es un defecto, concepto de tolerancia al daño. El defecto esta íntimamente relacionado con el desempeño de la pieza, es así que no se puede hablar de un listado de defectos comunes.

� Alcances de los END Con solo su aplicación no se puede garantizar que un elemento estructural, componente, etc, no falle en servicio. Los END parten de la premisa que los componentes han sido bien diseñados (diseño y elección de materiales). � Ningún END permite determinar las propiedades mecánicas de los materiales en la medida de sustituir los ensayos destructivos. Veremos que alguna técnica permite establecer, comparativamente, propiedades físicas como la conductividad eléctrica.

� Etapas básicas para la aplicación de END a) Elección del método mas adecuado para el componente o pieza a evaluar. b) Aplicación del método de inspección, modificación del medio de inspección por la presencia de la discontinuidad. c) Deteccion de esta modificación o cambio del medio de inspección mediante un detector apropiado. d) Conversión de la detección a una forma adecuada que permita su interpretación. e) Interpretación de la información obtenida.

� Métodos y selección de END Diversas discontinuidades y propiedades de los metales motivan la aplicación de diferentes tipos de fenómenos físicos. Esto da origen a los diferentes métodos: 1) Visual 2) Líquidos o tintas penetrantes 3) Partículas ionizantes (RX y Gamma) 4) Sonido y ultrasonido 5) Magnéticos 6) Eléctricos 7) Electro magnéticos 8) Térmicos

� Limitaciones Todas las técnicas tienen limitaciones como cualquier proceso industrial. Al momento de decidir cual es la técnica mas adecuada para un determinado componente o pieza se puede recurrir al siguiente orden: 1) Sensibilidad de cada uno de los posibles métodos a aplicar. 2) Facilidad de ejecución o aplicación del método 3) Costo de la operación (en materiales) 4) Costo de la operación (mano de obra)

Método Visual � General Forma más antigua, básica y común de realizar END en aeronaves y en la industria en general. Aproximadamente el 80% de los END sobre aeronaves se llevan a cabo por métodos visuales directos. Combinación de este método con instrumentos de aumento, equipos específicos (boroscopios, lupas, etc) fuentes de luz, escáneres de vídeo y otros dispositivos, aumenta el porcentaje de aplicación del método.

� Ayudas para la Inspección Visual Simple Directa La combinación ojo – espejo - linterna es un proceso crítico de inspección visual. Estructura de las aeronaves y componentes a ser inspeccionados frecuentemente suelen tener difícil acceso, ayudas como una potente linterna, un espejo articulado o con rótula, lupas con potencias de magnificación entre 2 a 10 aumentos son esenciales en el proceso de inspección.

a) Linternas Selección: las siguientes características debe ser consideradas 1) calificación de los Lux (intensidad lumínica por 2) 3) 4) 5) 6) unidad de área) calificación para atmósfera explosiva dispersión del haz (ajustable, puntual, flujo) eficiencia (tasa de uso de la batería) brillo después de un extenso uso baterías recargables o estándar. (recargables, hs continuas, tiempo que se requiere para la recarga? ).

� Niveles de brillo del bulbo: 1) Incandescente estándar (batería larga vida). 2) Krypton (iluminación: 70% más que las bombillas estándar). 3) Halógeno (iluminación: 100% más que las bombillas estándar). 4) Xenón (iluminación: 100% más que las bombillas estándar).

b) Espejos Se utiliza para visualizar áreas que no están en la normal de la línea de visión. Poseen sistema de articulación ajustable para regular la rotación o fijarla. Tamaño adecuado para ver fácilmente el componente, superficie libre de suciedad, discontinuidades, revestimiento desgastado, etc. c) Lente convergente o lupa simple, forma más simple de un microscopio. Ampliación de una sola lente está determinada por la ecuación M = 10 / f, "M" es la ampliación, "F“ longitud focal de la lente en pulgadas. "10" es una constante, promedio distancia mínima a la que los objetos pueden ser visto claramente por el ojo desnudo.

d) Boroscopios Instrumento óptico de precisión, tubular y largo. Tienen incorporada iluminación. Están diseñados para permitir inspección visual de superficies internas o lugares de difícil acceso. Tubo rígido o flexible con amplia variedad de longitudes y diámetros, proporciona la conexión óptica necesaria entre el extremo de visualización y el objetivo en la punta distante. Diferentes diseños para una variedad de aplicaciones estándar o diseños personalizados para aplicaciones especializadas.

� Usos del Boroscopio - Programas de mantenimiento de aeronaves y motores con el fin de reducir o eliminar desmontajes costosos. - Turbinas de aviación poseen puertos de acceso que están diseñados específicamente para utilizar boroscopios e inspeccionar alabes y otros elementos. - Interiores de actuadores hidráulicos - Inspeccionar el adecuado pegado de partes, posición de sellos (o´rings por ejemplo), entre otros en zonas de difícil acceso.

� Procedimientos de inspección visual - Inspección preliminar: inspección de la superficie, limpieza, presencia de objetos extraños, deformaciones, falta de elementos de fijación y daños. Si la superficie a inspeccionar esta oculta, utilice ayudas visuales tales como un espejo o boroscopio - Confortabilidad del personal: un ambiente cómodo aumenta la fiabilidad de la inspección visual. - Nivel de ruido. Altos niveles sonoros perjudican la inspección visual debido a que distraen al operador.

� Condiciones visual del personal para la inspección Agudeza visual Habilidad del ojo para distinguir o diferenciar pequeños detalles, depende de la concentración de conos en la fóvea central. La agudeza visual se puede apreciar utilizando dos líneas negras gruesas separadas por una línea blanca. Al aumentar la distancia desde el ojo hasta la figura, la línea blanca desaparece gradualmente hasta que la figura se convierte en una línea negra gruesa.

Existe una relación entre la distancia de observación y el tamaño mínimo del objeto visible para el ojo humano promedio. El ojo ´normal´ puede distinguir un elemento que cae dentro de un ángulo de 1/60 de 1 grado (arco de 1 minuto).

El ojo, el cerebro y el sistema nervioso son variables críticas en inspecciones. Los inspectores deben ser examinados para asegurar la agudeza visual natural o corregida. La frecuencia de tal examen la determina un código, especificación, estándar, práctica recomendada o políticas de compañía. Es común realizar los exámenes cada año. La agudeza visual del inspector puede ser evaluada a distancia lejana y cercana. Examen de agudeza visual lejana: Snellen 20/20, se realiza a 6 m (20 pies), es el más común.

Examen de agudeza visual cercana; carta Jaeger. se usa ampliamente. Al personal se le requiere que lea las letras más pequeñas a una distancia de 30 cm (12 pulg. ).

Si se establece la prescripción de lentes para aprobar el examen visual, entonces el individuo debe usarlos durante todos los exámenes visuales. � Condiciones que afectan la inspección visual Limpieza. Es un requisito básico; es imposible obtener datos visuales a través de capas de suciedad; además, al obstruir la visión, la suciedad puede enmascarar discontinuidades presentes. La limpieza típicamente puede hacerse utilizando medios mecánicos (no abrasivos, vibración por ultrasonido por ejemplo) o químicos, o combinación de ambos.

Cambios de color La evaluación del color y cambios de color es uno de los principios básicos de la mayoría de las inspecciones visuales. La corrosión u oxidación de metales o el deterioro de materiales orgánicos está frecuentemente acompañado por un cambio en el color. Características de brillo (brillantez) El contraste del brillo es considerado el factor más importante en la vista. El brillo de una superficie depende de su factor de reflexión y de la cantidad de luz que incide. El brillo excesivo causa una sensación no placentera llamada ´resplandor´.

Resplandor directo o reflejado: reduce la visibilidad y el desempeño visual, interfiere con la habilidad de la visión clara, la observación crítica y el buen juicio. Puede ser minimizado disminuyendo la cantidad de luz que llegue al ojo o puede evitarse utilizando luz polarizada u otros dispositivos polarizados. Condición superficial La herrumbre, el pulido, fresado, ataque químico, la limpieza con arena, granalla, etc. , y las formas torneadas, todas son condiciones posibles de una superficie que afectan la habilidad de verla adecuadamente.

Forma o configuración de los objetos Diferentes ángulos de la superficie de un objeto, causan que sean reflejadas diferentes cantidades de luz hacia el ojo. La forma del objeto y su superficie determinan el ángulo en el que debe realizarse la inspección. Tamaño del objeto inspeccionado Si el objeto es más grande que el haz de luz, será necesario iluminar en pasos múltiples.

Temperatura El calor excesivo obstruye la vista, esto se debe a la distorsión de la onda de calor.