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Partículas Magnéticas Nivel 2 Ing Claudio Carballal Nivel 3 ASNT Ing. ASNT- IRAM NM ISO 9712
GRUPO DE ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
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Métodos de END Ensayos Visuales (EV) Líquidos Penetrantes (LP) Inspección con partículas magnetizables (PM)
Tipos de Técnicas
Ultrasonido (US)
Inspección Radiográfica (RX) Corrientes Inducidas (CI) Ensa o por Flujo Ensayo Fl jo Disperso (FD)
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Estándares para calificación y certificación de personal en END 1‐ SNT ‐ TC ‐ 1A: 2011 I. 2‐ ANSI/ASNT CP‐189 II. 3‐ MIL‐STD‐410 III 4 IRAM‐ III.4‐ IRAM NM ISO 9712:2009 NM ISO 9712:2009 IV.5‐ EN‐473 V. 6‐ CAN‐CGSB‐48.9712
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Diferencia principales entre Sistema ISO 9712 – SNT TC1A
Sistema ISO 9712 la certificación la realiza un organismo independiente del organismo calificador y del empleador o independiente del organismo calificador y del empleador o empresa que envía los operarios a certificar.
Sistema SNT TC 1A: El empleador designa personas calificadas y p q q y q certificadas como Nivel 3 para que califique y certifique su personal
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Requerimientos a Operadores Certificados
Nivel 1 Preparar los equipos Realizar los ensayos Registrar y clasificar los resultados Informar los resultados
6
Requerimientos a Operadores Certificados Definir las limitaciones de aplicación del método de ensayo
Nivel 2
Elaborar instrucciones de ensayo prácticas adaptadas a las condiciones reales de trabajo Preparar y verificar la preparación de los equipos Realizar y supervisar los ensayos Interpretar y evaluar los resultados Preparar instrucciones de CND Efectuar o supervisar todas las tareas de Nivel 1 Entrenar o guiar personal inferior al Nivel 2 Organizar e informar los resultados de los CND
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R Requerimientos a Operadores Certificados i i t O d C tifi d
Nivel 3
Indicar los métodos de ensayo, técnicas y procedimientos a utilizar en un trabajo específico de CND Interpretar y evaluar los resultados Administrar los exámenes de calificación Ejecutar o supervisar todas las tareas de Niveles 1 y 2
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R Requerimientos a Operadores Certificados i i t O d C tifi d ¿Qué se requiere para ser certificado?
Aprobar los cursos Superar un aptitud de visión Certificar el tiempo de práctica
Aprobar los exámenes
9
Defectos y Discontinuidades Indicación
Discontinuidad
Inherente
De proceso
De servicio
10
Defectos y Discontinuidades
Volumétrico Defecto
Discontinuidad que interfiere con la utilidad del elemento examinado por exceder los límites de aceptación de una norma o especificación de diseño
Planar Pl
11
Fabricación de Tubos Proceso de fabricación de tubos sin costura
Hierro esponja
Chatarra
Horno cuchara/olla (LF ‐ Ladle Furnace)
Fundición en horno de arco eléctrico (EAF)
Colada Continua
Sangrado en cuchara/olla
Laminación
Inspección
12
Fabricación de Tubos Laminación
Horno giratorio
Perforador
Horno intermedio
Laminado continuo
Laminador reductor estirador
Plano de enfriamiento
13
Soldadura por Arco Sumergido (SAW) Helicoidal (HSAW)
8 9 7
3
6
5
2 4 1
14
Soldadura por Resistencia Eléctrica (ERW)
Rodillos de presión
Punto de soldadura
Contactos
Bordes de soldadura ld d
Sentido de avance
15
Soldadura por Resistencia Eléctrica (ERW) 1
ERW 14 13 12
2 11
3 4 5 6 7 8 9
10
16
Principios Físicos Fundamentales Ensayo de fuga de flujo magnético
Ensayo por y p partículas magnéticas
Ensayo visual
Partículas magnéticas que forman indicación
Campo de fuga
Discontinuidad
N S Aplica a : Materiales magnetizables
NO aplica a :Materiales no magnetizables
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Clasificación de las aplicaciones de los ensayos Ensayos en producción y elaboración primaria l b ó
Ensayos de fabricación y elaboración secundaria
• Discontinuidades inherentes: – Rechupes – Inclusiones no metálicas – Sopladuras S l d
E Ensayos en servicio i i
• Falta de fusión y penetración
• Grietas de fatiga
• Grietas
• Grietas de sobretensión
• Cráteres en soldadura • Discontinuidades asociadas a procesos primarios
• Arrastre de material • Roturas
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Campos Magnéticos Fuerzas magnéticas Entran por el Polo Sur
Salen del Polo Norte Dentro del imán van de Polo Sur a Norte
Son líneas continuas y cerradas que nunca se cortan No se cruzan ni se unen con otras líneas de inducción Si la distancia entre los polos es mayor, su densidad decrece Siempre buscan el camino de menos resistencia magnética
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Principios de Magnetización Técnicas de magnetización Magnetización por imanes
Regla de la Mano Derecha
Dirección de la corriente
Técnicas de Magnetización
Sentido del campo magnético
Magnetización por corriente eléctrica
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Principios de Magnetización Magnetización por imanes
Magnetización longitudinal
El campo está alineado con los polos del imán
I Discontinuidades d detectables bl
Las discontinuidades serán detectadas si forman un ángulo entre 45 y 90º
21
Principios de Magnetización Magnetización por corriente eléctrica Magnetización M ti ió circular
Magnetización M ti ió multidireccional
Magnetización M ti ió longitudinal
Magnetización circular
Las líneas de flujo magnético son cerradas sin polos magnéticos
Los objetos magnetizados por este método tienen polos en sus extremos
Magnetización Magneti ación longitudinal
22
Permeabilidad Magnética B Bs Zona 3
Zona 2
Permeabilidad
Reluctancia
Zona 1 H
Permeabilidad magnética es la facilidad de un material de aceptar líneas de campo magnético. magnético
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Efectos de la Magnetización en los Materiales M Magnetización ti ió
Material no magnetizado
Material magnetizado
Dominios magnéticos ordenados
Dominios magnéticos desordenados
Imán
24
Efectos de la Magnetización en los Materiales Clasificación de los materiales por sus características t í ti magnéticas éti
Diamagnéticos Clasificación de los materiales por sus características magnéticas
Protón
Neutrón
Paramagnéticos
Ferromagnéticos
Órbita del electrón Electrón
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Clasificación de los materiales por sus características magnéticas Materiales
Vacío
Paramagnético
Diamagnético
Ferromagnético
Xm
0
0
‐1<
>>0
μr
1
>1
<1
>>1
Diamagnético
Paramagnético
Ferromagnético
• L Las líneas lí de d fuerza f no penetran en el material
• Lí Líneas de d fuerza f penetran t parcialmente en el material
• Lí Líneas de d fuerza f penetran t totalmente en el material
• No es magnetizable
• Campo interno y externo ti tienen la l misma i dirección di ió
• Campo interno y externo ti tienen la l misma i dirección di ió
26
27
Curva de Histéresis Magnetismo residual
1
B
B
2
A
A
B
B O
C
H
O
H
Fuerza coercitiva
B B
3
C Punto de saturación magnética inversa
A
4
B
A
B
O
C
H D
O
H E
Magnetismo residual
28
Curva de Histéresis
Curva ancha
B H 5
B A B
Difícil de magnetizar
C O F D
E
Curva delgada
H B H Fácil de magnetizar 124
29
Origen de las Fugas Pieza con chavetero
Pieza con discontinuidad
S
N
N
S
N
Pieza con cambio de sección
Pieza con entalla
N
S
S
N
S
N
S
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Tipos de Corrientes Usadas en la Magnetización
t (s)
Corriente rectificada
I (A)
I (A)
Corriente continua
Corriente alterna
t (s)
I 0(A)
I t (s)
Corriente pulsante
T
T
t (s)149
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Ventajas de cada Tipo de Corriente Ventajas
Corriente continua
C i t alterna Corriente lt
• Detecta discontinuidades subsuperficiales • No requiere medio de suministro eléctrico
• Se utilizan fuentes de suministro eléctrico industrial • Máquinas baratas y simples • Las partículas vibran y se definen con facilidad • Los campos magnéticos son fáciles de eliminar
Desventajas
• Alto peso de las baterías • Vida limitada de las baterías • Las partículas no se someten a vibración
• No detecta discontinuidades subsuperficiales • No se puede aplicar en todos los casos • La densidad de flujo puede no ser máxima cuando finaliza la magnetización
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I t id d d C Intensidad de Campo Magnético M éti • H: es la intensidad de Campo magnético y esta relacionada con la corriente por un cable y/o espira
I
Unidades de la intensidsad de campo magnético CGS: Oersted MKS: Amperes/metros E i l i 1 Oe Equivalencia O = 80 Amp/metro A / t
r P
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Densidad de Campo Magnético B: Es la cantidad de líneas de campo magnético por unidad de área B: Es la cantidad de líneas de campo magnético por unidad de área Donde Donde = o r r : Es la permeabilidad relativa y en los ferromagnéticos es mucho mayor que uno 500 – 5000 o : Es la permeabilidad vacio y vale 410‐7 Hy/m Unidad de Medida CGS: Gauss MKS: Tesla o weber/m2 E i l i 1 T l =10.000 gauss Equivalencia 1 Telsa 10 000
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MÉTODOS DE MAGNETIZACIÓN Magnetización circular La magnetización circular de una pieza se realiza mediante: Inducción directa. Inducción directa Inducción indirecta. Electrodos. Inducción directa La inducción directa se realiza haciendo pasar corriente eléctrica directamente a través de la pieza a ensayar (Fig 3 1 A) De esta manera se establece un campo magnético circular pieza a ensayar (Fig. 3.1.A). De esta manera, se establece un campo magnético circular dentro de la pieza y en el espacio alrededor de la misma.
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Inducción indirecta Mediante esta técnica se induce un campo magnético en la pieza aplicándole corriente eléctrica a un conductor que pasa a través de la pieza, tal como se ilustra en la Fig. 3.1.B. Si el conductor se coloca en el centro de la pieza, el campo magnético será simétrico, mientras que si éste se coloca en una posición adyacente a la superficie interna de la pieza el campo resultante en la misma en una posición adyacente a la superficie interna de la pieza, el campo resultante en la misma será más fuerte en la zona cercana al conductor
Cuando el conductor se coloca adyacente a la superficie interna de la pieza, la cobertura del campo efectivo es cuatro veces el diámetro del conductor.
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Electrodos (puntas) L Los campos magnéticos circulares pueden también ser establecidos en una pieza éi i l d bié bl id i utilizando los denominados Electrodos o Puntas (Fig. 3.1.C.) Esta técnica se utiliza cuando el tamaño o localización del objeto a inspeccionar no permite que se aplique alguna de las dos técnicas anteriores. El campo magnético en este caso, es perpendicular a una línea imaginaria que une a los dos electrodos. di l lí i i i l d l t d Este método de magnetización es efectivo cuando la separación de las puntas está comprendida entre 6 y 8 pulgadas. q p g p ,p Por la manera en que es inducido el campo magnético sobre la pieza, puede considerarse como un método de magnetización directa y por lo tanto debe tenerse cuidado de no provocar quemaduras de arco.
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Distribución del Campo Magnético en Distintos Materiales C.C. C C a través t é de d conductor d t macizo no ferromagnético
C.C. a través de conductor C C a través de conductor macizo ferromagnético
C.A. a través de conductor C A a través de conductor macizo ferromagnético
B
B B
B 3
H µxH B
B
125
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Distribución del Campo Magnético en Distintos Materiales C.A. a través de un conductor hueco ferromagnético
C.A. a través de un tubo con conductor ferromagnético
F1: Campo p en la superficie del conductor
B B 12
R 2R 3R
F2: Campo en la superficie interior de la pieza i
B
126
39
Paso de corriente a través de la pieza
Campo magnético circular perpendicular a la corriente
40
41
MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL La corriente eléctrica también puede ser utilizada para inducir campos magnéticos longitudinales en una pieza. La magnetización longitudinal se realiza mediante la utilización de una bobina con una o varias vueltas, o de un yugo electromagnético. Bobina Cuando se hace circular corriente a través de una bobina con una o varias vueltas se establece t bl un campo magnético éti longitudinal l it di l en el interior de la bobina El campo magnético que se obtiene es más fuerte en la superficie interna de la bobina y más débil hacia el interior de la bobina, hasta volverse cero en el centro. La fuerza del campo p magnético g que q se induce a la pieza colocada dentro de la bobina está en función a la corriente (Amperios) que circula por la bobina y al número de vueltas de conductor que contiene.
42
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Yugo. Un yugo es básicamente un imán no permanente fabricado de hierro blando de baja retentividad, el cual es magnetizado por una bobina colocada alrededor de su sección horizontal (Fig. 3.2.B.) Cuando el yugo energizado se coloca sobre la pieza a ensayar se induce un campo magnético longitudinal entre los dos polos.
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Requerimientos para una buena Magnetización Directa e indirecta. Los valores de corriente recomendados para realizar la magnetización circular directa o indirecta de una pieza varían. Como regla general, se recomienda el uso de 300 a 800 Amperios por pulgada de diámetro, o de máxima diagonal de la sección transversal (12 a 32 Amp/mm)
Electrodos (puntas). p Cuando se utilizan las puntas, la intensidad de la corriente debe estar comprendida entre 100 y 125 amperios por pulgada de separación de las puntas para materiales con espesores iguales o superiores a ¾ de pulgada (19 mm), y de 90 a 100 p p p g p p p g amperios por pulgada para espesores menores de ¾ de pulgada. El máximo valor de corriente recomendado es de 200 amperios por pulgada de separación.
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Magnetización Longitudinal Bobina. La facilidad con la que una pieza puede ser magnetizada longitudinalmente con una bobina está significativamente afectada por la relación existente entre la Longitud (L) y el Diámetro o ancho (D) de la pieza. Para que el material pueda ser eficientemente magnetizado, la relación L/D debe ser igual o mayor de 2 y menor que 15.
NI
45000 L D
I= Corriente de magnetización. D= Diámetro de la pieza
L=Longitud de la pieza
N= Número de vueltas de la bobina
Yugo electromagnético - corriente Alterna: Debe levantar 4,53 4 53 Kg (10 Lb) con una separación de los polos de 75 a 150 mm (3 a 6 pulgadas). Yugo electromagnético - corriente continua, o imán permanente: Debe levantar 18 Kg (40 Lb) con una separación de los polos de 75 a 150 mm (3 a 6 pulgadas).
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Magnetización Longitudinal con Bobinas con Bajo Factor de Llenado : Cuando el área transversal de la bobina es diez o más veces el área transversal de la parte que se esté examinando, se aplica la siguiente fórmula bob a es d e o ás eces e á ea t a s e sa de a pa te que se esté e a a do, se ap ca a s gu e te ó u a
Donde : N Donde : N = cantidad de vueltas en la bobina, I cantidad de vueltas en la bobina I = corriente en amperes aplicada a la bobina, corriente en amperes aplicada a la bobina L = longitud de la pieza, y, D = diámetro de la pieza en las mismas unidades que la longitud.
Para piezas ubicadas en el centro de la bobina:
Donde : N = cantidad de vueltas en la bobina, I = corriente en amperes aplicada a la bobina, L = longitud de la pieza, y, D longitud de la pieza, y, D = diámetro de la pieza en las mismas unidades que la longitud diámetro de la pieza en las mismas unidades que la longitud
Magnetización Longitudinal con Envoltura de Cable o Bobinas con Alto Factor de Llenado ‐ Cuando el área transversal de la bobina es menor que dos veces el área transversal (incluyendo las partes con cavidades) de la pieza bajo examen aplica la siguiente fórmula: la pieza bajo examen, aplica la siguiente fórmula:
D d : N Donde N = cantidad de vueltas en la bobina, I tid d d lt l b bi I = corriente en amperes aplicada a la bobina, i t li d l b bi L = longitud de la pieza, y, D = diámetro de la pieza en las mismas unidades que la longitud
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Cálculo de la Relación L/D para una Pieza Hueca o con Ahuecada Parcialmente Cuando se realiza el cálculo para una pieza hueca o ahuecada Cuando se realiza el cálculo para una pieza hueca o ahuecada parcialmente, en la siguiente fórmula D se puede reemplazar con un diámetro Deff efectivo Para las piezas cilíndricas huecas, esto es igual a lo siguiente l lí d h l l
Magnetización Longitudinal usando Bobinas La magnetización longitudinal con frecuencia se realiza haciendo circular corriente por una bobina que envuelve la pieza, o sección de la pieza, a ser inspeccionada (esto es, usando un golpe de bobina). Esto produce un campo magnético paralelo al eje de la bobina. El campo efectivo se extiende una cierta distancia hacia ambos lados del centro t de d la l bobina b bi aproximadamente i d t igual i l all radio di de d la l bobina. b bi L distancia La di t i efectiva f ti real se debe demostrar en base a la pieza en particular a ser ensayada.. Para piezas más largas que estas distancias efectivas, se debe inspeccionar toda la longitud reposicionando la pieza dentro de la bobina, bobina permitiendo un solapamiento de aproximadamente 10% del campo magnético efectivo
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Análisis de la Sensibilidad del Ensayo y 0 P Profundid dad de la a discontinuidad (m mm)
1
2 3
4
C.A húmedo C.A seco
4
C.C húmedo 8 C.C seco
12 0
250
500
750
Intensidad de corriente (A)
1000
49
Método residual Magnetización
• Superficiale
Aplicación de Partículas
• Materiales de alta retentividad • Discontinuidades s
Tiempo
Método continuo • Aceros de bajo carbono
Magnetización
• Alta sensibilidad
Aplicación de Partículas
• Rápida aplicación
Tiempo p
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Tipos de Defectos Detectables Indicaciones falsas Sobremagnetización
• Es la causa más frecuente • Solución: Disminuir la intensidad del campo
Escritura magnética
• Creación de polos locales entre piezas magnetizadas de distinto nivel • Solución: Desmagnetizar la pieza
Deformación en frío
Tamaño de grano grande
• Produce estados de acritud con cambio de permeabilidad • No se resuelve desmagnetizando la pieza
• Indicaciones en forma de red coincidente con los límites de grano
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Tipos de Defectos Detectables Indicaciones verdaderas
Aceptables Relevantes No aceptables
Indicaciones di i verdaderas
Depende de la calidad superficial de la pieza objeto de examen
No relevantes
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Características de Las Partículas magnéticas Las partículas magnéticas se clasifican de acuerdo al vehículo o medio utilizado para aplicarlas sobre la superficie de la pieza, en secas o húmedas. En las p partículas secas el medio de aplicación es aire, mientras que en las partículas p , q p húmedas, el medio es kerosén, aceite o agua. Para poder ser utilizadas satisfactoriamente, las partículas deben poseer ciertas p , p p características magnéticas, geométricas y de visibilidad. Alta permeabilidad magnética p g para poder ser magnetizadas fácilmente por los débiles campos de fuga que producen las discontinuidades. Baja retentividad y baja fuerza coercitiva. Una alta retentividad origina que las partículas se aglomeren en la superficie de la pieza reduciendo la movilidad de las partículas, el contraste y la sensibilidad.
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En resumen, las partículas magnéticas tanto húmedas como secas deben tener las siguientes características: I.
No ser tóxicas.
II II.
Tener el tamaño y forma adecuada Tener el tamaño y forma adecuada.
III.
Ser ferromagnéticas.
IV.
Poseer alta permeabilidad magnética y baja retentividad. l bilid d éi b j i id d
V.
Suministrar alto contraste.
VI.
Estar libre de contaminantes
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PARTÍCULAS SECAS Las partículas secas pueden ser visibles o fluorescentes. Las partículas visibles Las partículas secas pueden ser visibles o fluorescentes Las partículas visibles están normalmente disponibles en color rojo, negro, gris y amarillo. Las partículas secas pueden ser aplicadas por rociado con perillas de goma o con sopladores de polvo especialmente diseñados. Su aplicación debe ser realizada de tal manera que alcancen la superficie magnetizada de la pieza como una nube tal manera que alcancen la superficie magnetizada de la pieza como una nube uniforme Las partículas secas son las más sensibles para la evaluación de superficies rugosas y para la detención de discontinuidades localizadas debajo de la superficie.
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PARTÍCULAS HÚMEDAS. LLas partículas húmedas están disponibles en color rojo, negro, y fluorescentes. Son tí l hú d tá di ibl l j fl t S suministradas en forma de líquido concentrado, polvo o pasta que se diluye en un líquido, normalmente querosén o un aceite ligero, para formar el baño o medio de aplicación. El agua puede también ser utilizada para este fin, siempre y cuando contenga aditivos para g p p p y g p minimizar sus efectos corrosivos, evitar la formación de espuma y mejorar su mojabilidad
Las partículas húmedas son las más adecuadas para la detección de discontinuidades finas, finas tales como grietas de fatiga o corrosión bajo tensiones.
56
Accesorios para la Inspección p p Lámparas p
Luxómetros Sustancias para traslado y almacenamiento de las indicaciones Indicadores de campo
Sonda de Hall Medidor de la concentración en la suspensión
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Lámparas de UVA
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VISION DIURNA (FOTOSCOPICA) Y NOCTURNA (ESCOTOSCOPICA) El ojo humano tiene básicamente dos tipos de receptores en la retina que se llllaman conos y bastones.
Los bastones son sensibles a niveles muy bajos de iluminación y son los responsables de nuestra capacidad de ver con poca luz (visión escotópica). Contienen un pigmento cuyo máximo de sensibilidad se halla en la zona de los 510 nanómetros (o sea, la zona de los verdes). Al pigmento de los bastones, la rodopsina, se la suele llamar ‘púrpura visual’.
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La visión escotópica carece de color color, ya que una función de sensibilidad con un espectro único es ajena al color, por lo que la visión escotópica es monocromática. Con valores mayores de 3cd/m2 los conos son los responsables de la visión y el ojo tiene buena sensibilidad a los colores pero con 0,00003 cd/m2 solo los bastones se activan y el ojo percibe únicamente formas formas, no colores colores. Los conos son los que proporcionan la visión en color, tienen mayor precisión. precisión Hay tres clases de conos conos. Cada una de ellos contiene un pigmento fotosensible distinto. Los tres pigmentos tienen su capacidad máxima de absorción hacia los 430, 530 y 560 nanómetros de longitud de onda onda, respectivamente respectivamente. Por eso se los suele llamar “azules”, “verdes” y “rojos” aunque, las denominaciones conos cortos, conos medios y conos largos (por el tipo de longitud de onda al que son sensibles comparativamente) es más lógica y correcta.
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La existencia L i t i de d tres t funciones de sensibilidad espectral proporciona la base de la visión en color, ya que cada longitud de onda causará una proporción única de respuestas en los conos sensibles a longitudes cortas, medias y largas
Son los conos quienes nos proporcionan la visión en color (visión fotópica) que permite distinguir notablemente bien pequeños cambios fotópica), que permite distinguir notablemente bien pequeños cambios en la composición de longitudes de onda de una luz.
61
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Luz Ultravioleta A
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Su funcionamiento es el siguiente: Posee dos electrodos principales E1 y E2 dentro de una ampolla de cuarzo (Q) con mercurio. mercurio El arranque se realiza mediante un electrodo auxiliar (Ea) colocado a una distancia pequeña de uno de los electrodos (E1). Se produce un arco inicial cuya corriente se limita con la resistencia de arranque (R) provocándose de este modo la ionización necesaria para permitir que se establezca el arco entre los dos electrodos principales. La ampolla de cuarzo, cuarzo que permite el paso del espectro completo, completo se encuentra dentro de un bulbo de vidrio que, según el diseño de la lámpara puede actuar como reflector y focalizador. A la salida está ell filtro filt de d vidrio. id i El encendido did y estabilización t bili ió de d la l radiación di ió requiere por lo menos 5 minutos. Los adelantos tecnológico tienden a que se produzcan lámparas con menores recalentamientos (it (sistemas con ventilación til ió incorporados), i d ) que no las l afecten f t l los campos magnéticos, etc. Otra característica de la lámpara es que pueden emitir radiación focalizada (spot lamp) o una radiación dif difusa (fl d lamp).. (flood l )
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Características espectrales de la lámpara de arco de vapor de Características espectrales de la lámpara de arco de vapor de mercurio. Una de las ventajas de la lámpara de arco de vapor de mercurio es que su emisión puede ser controlada a través de su di ñ C bi d l diseño. Cambiando la presión de vapor del mercurio, la emisión ió d d l i l i ió puede ser variada desde altas intensidades para obtener algunas longitudes de onda (Presión 1MPa ‐ espectro discreto), hasta un espectro casi continuo alrededor de 10MPa
Radiación 560 nm Radiación 365 nm
Partícula magnética fluorescente
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Spectronics BIB‐150P Lampara con balasto – vapor de mercurio BIB‐150P Esta lámpara produce una longitud de onda Esta lámpara produce una longitud de onda de 365nm con una intensidad de 4,500 µW/cm2 at 15 pulgadas (38cm) Magnaflux EV5000 UV Lamp Este modelo Vibrance EV5000® es una lámpara Este modelo Vibrance EV5000® es una lámpara con UV LED Black Light esta certificado con longitudes de onda de 365 – 370 nm. V LED Black Light una intensidad entre los 4800‐ 5000 µW/cm2 at 15 pulgadas.
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LED HP3 High Intensity, Focusing, UV‐ A Flashlight E t lá Esta lámpara nos permite focalizar el it f li l haz de UVA – longitud de onda 365 nm con muy baja emisión de luz blanca menor a 20 lux No genera calor Alta intensidad 40000 µW/cm² at 15 pulgada de distancia at 15 pulgada de distancia
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El equipo de luz negra es requerido para suministrar luz ultravioleta con una longitud de onda adecuada para causar la fluorescencia de las partículas magnéticas fluorescentes. Consiste básicamente de un transformador un bombillo de mercurio y un filtro wood transformador, un bombillo de mercurio y un filtro wood. Para que los resultados sean correctos, la intensidad de la luz debe ser por lo menos 1000 mw/cm² en la superficie del material. Esta se mide con un medidor de intensidad comúnmente llamado luxómetro id did d i t id d ú t ll d l ó t para luz negra. En el la cabina que se realiza UVA la luz visible deberá ser menor a 20 Lux El filtro rojo‐púrpura está diseñado para dejar pasar solamente el tipo de longitud de onda que activa los materiales fluorescentes (de tipo de longitud de onda que activa los materiales fluorescentes (de 300 a 400 nanómetros). Además filtra la radiación ultravioleta peligrosa. Este filtro debe ser limpiado frecuentemente para evitar la acumulación de polvo, sucio o aceite que pueda reducir la intensidad l ió d l i it d d i l i t id d de la luz emitida.
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Después de encender la lámpara, debe esperarse por lo menos 5 minutos para obtener la máxima intensidad de la luz. Al encender y apagar repetidamente la lámpara se reduce la vida útil del bombillo tid t l lá d l id útil d l b bill de mercurio, por lo que esta normalmente se deja encendida durante todo el ciclo de trabajo. Si la lámpara se apaga, puede tomar hasta 10 minutos para que se enfríe lo suficiente para restablecer el arco.
En las inspecciones con luz visible la mínima intensidad requerida es de 1000 Lux intensidad requerida es de 1000 Lux
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Luxómetros
Equipo medidor de luz blanca y UVA
Equipo medidor de luz negra
70
Indicadores de Campo Magnético
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Accesorios para la Inspección Láminas tipo Burmah Castrol Útiles para la determinación de indicaciones producidas por imperfecciones similares en las superficies de las piezas
Material de alta M t i l d lt permeabilidad 0.30 m magnética g
0.35 m
0.40 m Bronce
Está constituida por 3 ranuras de distinto tamaño en material de alta permeabilidad 226
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Las láminas se consiguen en dos tipos, Usos Generales y Uso Aeroespacial. Ambos tipos de láminas contienen una capa de acero encerrada entre dos placas de bronce que son de 0,05 mm de espesor. La capa de bronce inferior actúa para provocar una separación (Lift off) de 0,05 mm de la superficie examinada. El bronce es no magnético y su función es sólo provocar una separación para proteger la capa de acero. Como protección adicional, la totalidad de la lámina puede tener un recubrimiento polimérico.
La dimensión longitudinal de las láminas es de 50 mm y el ancho de la lámina es de 12 mm. Ambos tipos de láminas contienen tres ranuras longitudinales en la capa de acero central. El ancho de las ranuras en la lámina General es de 0,00030 mm, 0,00035 mm y 0 00040 mm. 0,00040 El ancho de las ranuras en la lámina Aeroespacial es de 0,00012 mm, 0,00015mm 0,00020 mm. La capa de acero central de las láminas está hecha de un material magnético con La capa de acero central de las láminas está hecha de un material magnético con alto “μ”.
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Accesorios para la Inspección Láminas tipo Burmah Castrol Tipo G
Uso general
Tipo A
Uso aeroespacial
Láminas tipo Burmah Castrol
227
74
75
LÁMINAS RANURADAS STANDARD DE REFERENCIA PARA INSPECCIÓN CON PARTÍCULAS MAGNETIZABLES SEGÚN AS 5371 PARTÍCULAS MAGNETIZABLES SEGÚN AS 5371
Las láminas con defectos estándar mostradas a continuación son las típicamente usadas para establecer la dirección del campo apropiada y asegurar una adecuada intensidad del campo durante el desarrollo de la dirección del campo apropiada y asegurar una adecuada intensidad del campo durante el desarrollo de la técnica en la inspección con partículas magnetizables. Las láminas de la figura se pueden usar para asegurar a establecer y equilibrar los campos en el método de magnetización multidireccional. Las láminas están disponibles en dos espesores, 0,002 pulg. [0,005 mm] y 0,004 pulg. [0,10 mm Las láminas deben ser de acero de bajo carbono
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Tubo de decantación
Tipo de partículas No fluorescentes o visibles Fluorescentes
ml o cc de partículas por 100 ml o 100 cc 1.0 a 2.4 0.1 a 0.4
Tiempo decantación ‐ Acuoso
Tiempo decantación ‐ Base Oleosa
30 minutos
60 Minutos
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Equipos Portátiles y móviles Los equipos para el ensayo con partículas magnéticas se pueden clasificar en: A. B. C.
1‐ Portátiles. 2‐ Móviles. 3‐ Estacionarios.
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Equipos estacionarios
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Estándares aplicables a Partículas Magnéticas
ASTM E 1444
ASTM E 709 ASTM E 709
ASME V Articulo 7
E tá d Estándares aplicables Inspección de tubos li bl I ió d t b
API 5CT Casing y Tubing
API 5L Line Pipe
API 5D
API 11B V ill d B b API 11B Varillas de Bombeo
API RP5A5 Recomendación Practica inspección tubos y roscas
API RP5C1 Recomendación Practica para torque y clasificación de tubos usados
Drill Pipe
80
Secuencia de Operaciones 1
Preparación para el ensayo
2
Magnetización
3
Aplicación de las partículas magnéticas
4
Examen visual de las indicaciones
5
Interpretación y evaluación de las indicaciones
6
Confección del informe de inspección
7
Limpieza final
8
Desmagnetización
81
Secuencia de Operaciones 3
Aplicación de partículas
Método de campo p continuo Técnica de Magnetización Método de campo p residual
255
82
Secuencia de Operaciones Aplicación de Partículas Húmedo
Magnetización
Inspección
Método continuo
Aplicación de Partículas Seco
Magnetizaciónón
Inspección
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Secuencia de Operaciones Magnetización
Método residual
Aplicación de Partículas p Húmedo o Seco Inspección Aplicar
Aplicar este método únicamente en materiales con alto magnetismo residual (acero duros) ejemplo los usados en la industria del petróleo.
Discontinuidades superficiales
• Indicaciones agudas, bien definidas • Buena retención de partículas p
Discontinuidades p subsuperficiales
• Indicaciones borrosas y difusas • Mala M l retención t ió de d partículas tí l
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Secuencia de Operaciones 5
Interpretación y evaluación
Interpretar las indicaciones que aparezcan en la pieza en términos de su causa
Aceptar
Representar indicaciones Mostrar situación y dimensiones
Rechazar
Fijar indicaciones con laca o cinta transparente sobre la pieza mediante pulverización
Recuperar
Transferir indicaciones a una hoja mediante cinta transparente
Fotografiar indicaciones
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Interpretación de las Indicaciones de las Partículas Magnéticas Discontinuidades inherentes
Tipos de discontinuidades
Discontinuidades asociadas a procesos primarios p
Discontinuidades asociadas a procesos de soldadura
Discontinuidades asociadas a procesos secundarios Discontinuidades inducidas por el servicio
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Discontinuidades inherentes Desgarros en caliente
Inclusiones
Inclusión no metálica Sopladuras
Junta fría
Rechupes
Inclusión no plástica
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Discontinuidades asociadas a procesos primarios p p Costuras Fractura en copa Grietas de enfriamiento
Laminaciones
Grietas de enfriamiento
Pliegues de forja Pliegues de laminación
88
Interpretación de las Indicaciones de las Partículas Magnéticas í l é Discontinuidades asociadas a procesos primarios
Grietas de enfriamiento
Costura longitudinal
271
89
Discontinuidades asociadas a procesos primarios de soldadura Desgarro laminar
Inclusiones
Falta de fusión
Mordeduras
Falta de penetración
Porosidad
Grieta de frío
Solapes
Grietas en caliente
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Discontinuidades asociadas a procesos secundarios
DISCONTINUIDAD
DESCRIPCIÓN
Grietas de fluencia
• Deslizamiento progresivo de los cristales y rotura de un material cuando es sometido durante mucho tiempo p a una temperatura superior a la mitad de su punto de fusión a una tensión menor que su límite elástico.
Grietas de tratamiento G i t d t t i t térmico
• Origen: Calentamientos y enfriamientos no adecuados que producen tensiones superiores a su carga de rotura. • Indicaciones largas y profundas líneas rectas, quebradas, curvas o sinuosas. Pueden ser grietas cortas bajo cordones de soldadura.
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Discontinuidades asociadas a procesos secundarios
Grietas de temple
Grietas de rectificado
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Discontinuidades inducidas por el servicio Agrietamiento de superficies de fricción Corrosión bajo tensión
Grietas por fricción
Grietas por fatiga
Grietas de fatiga Grietas por hidrógeno Grietas de dilatación
Superficie exterior
Estructura micrográfica
Grietas de corrosión bajo tensiones
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DESMAGNETIZACIÓN. La desmagnetización es el proceso de remoción del campo magnético residual de la pieza después de realizar el ensayo con partículas magnéticas. La desmagnetización completa es difícil y prácticamente imposible de lograr, por lo que normalmente el proceso se limita a reducir el campo residual a un valor aceptable. RAZONES PARA DESMAGNETIZAR.
La desmagnetización de una pieza se recomienda cuando: El campo magnético residual puede interferir con operaciones de manufactura posteriores como: soldadura o maquinado. El campo magnético puede atraer partículas y someter la pieza a desgaste durante su funcionamiento, como en el caso de piezas de motores, bombas, compresores, turbinas, etc. El campo magnético puede afectar el funcionamiento de instrumentos que funcionen por principios magnéticos, como burbujas o indicadores La pieza va a ser magnetizada en otra dirección con una intensidad de campo magnético menor que la inicial Desmagnetización con Corriente Alterna
Bobina de corriente alterna o yugo Bobina de corriente alterna o yugo
Desmagnetización con Corriente Continua
repite entre 10 y 30 inversiones con una frecuencia de 1 ciclo/seg
Elevación temperatura sobre punto Curie p p
Acero mayor a 700 grados – Monel mayor a 150 grados
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Comprobación del Proceso de Desmagnetización ó 1 Desmagnetización aparente
Magnetización longitudinal
2
Magnetización circular
Puede causar problemas durante en el mecanizado o en contacto con otras piezas
1 Desmagnetización real
2
Magnetización circular Fácil de eliminar
Magnetización longitudinal
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Preparación de un Procedimiento Preparación de un Procedimiento Los procedimientos son documentos que tienen como objetivo suministrar todos los aspectos técnicos que el inspector debe conocer para realizar la inspección de una pieza de acuerdo a un estándar o norma de aplicación. PROCEDIMIENTO DE INSPECCIÓN CON P.M. Vía Húmeda para cilindro Macizo 1. OBJETO Este procedimiento describe el equipamiento, el método, la calificación y certificación del personal que deberá ser utilizado para la realización del examen por Partículas Magnéticas de productos cilíndricos macizos maquinados. 2. ALCANCE El alcance para este tipo de inspección está limitado a cilindros macizos según plano PP005 Rev.001/96 producidos por PACKARD S A aplicando el método de partículas magnéticas vía húmeda fluorescente S.A. aplicando el método de partículas magnéticas vía húmeda fluorescente. ESQUEMA DEL PLANO PP005‐Rev001/96 (NO esta en escala )
3. DEFINICIÓN Y ABREVIATURAS Ver glosario adjunto al final de este procedimiento 4. DOCUMENTACIÓN DE REFERENCIA Norma ASTM E‐709 Norma ASTM E‐1444 M Manual del Equipo de magnetizar ld lE i d i
96 5. RESPONSABILIDADES De los calificados para realizar ensayos con partículas magnéticas Cumplir con lo indicado en este procedimiento. Del responsable de Aseguramiento de Calidad Verificar el cumplimiento del presente procedimiento. Del gerente de la División Técnica y Calidad Administrar la aplicación de este procedimiento. procedimiento 6. DESARROLLO EQUIPAMIENTO El equipo es una unidad horizontal estacionaria preparada para realizar inspección vía húmeda, puede suministrar p de Alterna Rectificada de media onda ((HWAC)) en p pasos de 500 amperes p hasta 8000 amperes Amperímetro para determinar la corriente aplicada ACCESORIOS AL EQUIPO A MAGNETIZAR Lámpara de luz negra (UV) con el filtro de Wood adaptado a la misma. Tubo centrífugo de 100 ml, para medir la concentración sedimentada del baño de partículas magnéticas. Probetas P b t Brumam B ‐ Castrol C t l para verificar ifi la l orientación i t ió del d l campo magnético éti aplicado. li d Medidor de campo (de aguja) para determinar la existencia de polos magnéticos. Partículas magnéticas (polvo) para preparar la solución fluorescente. CALIFICACIÓN Y CERTIFICACIÓN DEL PERSONAL El personal que realizará la tarea de inspección por el método de partículas magnéticas, vía húmeda fluorescente, deberá ser calificado y certificado según un procedimiento de la empresa PACKRD que siga los lineamientos del la SNT TC ‐1A (2011), o bien estar calificado por la norma IRAM‐ NM‐ISO9712. Nivel requerido para el ensayo NIVEL 1 , Nivel requerido para la evaluación de indicaciones y/o modificaciones del procedimiento : NIVEL 2 Todo el personal asignado a la tarea de inspección o el manejo del equipamiento de partículas magnéticas deberán recibir instrucciones de los riesgos eléctricos a los que están expuestos al usar indebidamente el equipamiento o sin las protecciones correspondientes en manos, pies y ojos.
97 Preparación Se deberá ubicar el equipamiento en un lugar seguro y al alcance del operador. q p g g y p Se deberá colocar el equipo a la red y se deberá verificar el correcto funcionamiento del mismo. Se deberá proceder según las instrucciones del fabricante, material adjunto en este procedimiento. Se prepara el baño de partículas magnéticas que consisten en partículas ferromagneticas las cuales tienen alta permeabilidad y baja retentividad con los siguientes componentes: Partículas magnéticas (Polvo) Partículas magnéticas (Polvo) Agua Humectantes Anticorrosivo Para lograr la concentración adecuada: Se deberán seguir las instrucciones del fabricante de partículas magnéticas. Se controlará el baño cada ocho horas, o en cada preparación, con un tubo centrífugo con forma de pera de 100 ml, previa agitación de la suspensión de por lo menos treinta minutos para lograr una distribución uniforme Se tomará una muestra de la misma, vertiendo la misma en el tubo centrífugo hasta los 100 ml Se tomará una muestra de la misma vertiendo la misma en el tubo centrífugo hasta los 100 ml Se dejará reposar no menos de treinta minutos y se leerá el volumen de partículas depositadas en la parte inferior del tubo centrífugo Los valores permitidos oscilan entre 0,1 ml y 0,4 ml Preparación del material La superficie a inspeccionar deberá estar limpia, seca y libre de contaminantes como aceite, grasa, escamas marcas de maquinado o cualquier otro agente que puede interferir con la eficiencia del método. Para el caso de superficies pintadas o con metalizado al cromo los espesores de estas capas deberán ser menores a 0,05 mm. Se deberá encender y permitir un calentamiento de al menos cinco minutos de la lámpara de UVA antes de usarla. yp p
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Se controlará que el ambiente destinado para la realización de la inspección vía húmeda fluorescente tenga claridad (luz visible) menor que 20 lux claridad (luz visible) menor que 20 lux . Se deberá tener un mínimo de intensidad luminosa de 1000 uw/cm² en la superficie a ensayar También se deberá controlar que tenga los dispositivos adecuados para realizar una tarea segura y confortable al operador.
Realización del ensayo Partículas magnéticas húmedas fluorescentes Con una concentración del baño entre 0,1 ml a 0,4 ml en 100 ml de solución La lámpara de luz negra destinada a esta inspección deberá el filtro de radiación correspondiente para aliviar la longitudes de onda entre 405 a 435 mm (gama violeta/azul) y eliminar la longitud 577 mm (verde amarillenta). longitudes de onda entre 405 a 435 mm (gama violeta/azul) y eliminar la longitud 577 mm (verde amarillenta). Se deberá medir en la superficie a ensayar una intensidad de 1000 microwatt/cm2 con un medidor adecuado para tal fin. Magnetización Circular (directa) S Se aplicara una corriente calculada de la siguiente forma: li i t l l d d l i i t f
I
Perimetro
x1000 [Amp] / - 10%
El perímetro se calculara como 2 veces el diámetro máximo de cilindro macizo mas 2 veces el espesor del mismo.
Perímetro = 2 x (Diámetro + espesor) Magnetización Longitudinal No es requerida para este producto Verificación Se verificará la orientación del campo aplicado utilizando una probeta Bruman Castrol que se adosará a la superficie a inspeccionar por medio de una cinta adhesiva orientada la probeta tal que las ranuras de la misma sean perpendiculares al campo aplicado.
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Con Vía Húmeda: Primero se mojará la probeta con la solución e inmediatamente después se aplicará la corriente de magnetización verificándose que las tres ranuras de la probeta sean visibles con luz negra. Esta verificación se realizará para cada cambio de turno, cambio de corriente de magnetización o cualquier interrupción por desperfectos del equipamiento.
Demagnetización No es requerida. REGISTRO Se realizará un informe tipo, sobre el ensayo realizado ver adjunto. ANEXOS ‐ No aplicable
100
REPORTE