imforme liquidos penetrantes
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Ensayos no destructivos Ciencia de los materiales INTRODUCCIÓN El experimentar los distintos ensayos estudiados en clase, nos permite resolver dudas o comprender con mayor detalle cada concepto, fórmula e idea expuesto teóricamente. Es por eso que las demostraciones experimentales son de suma importancia en nuestro proceso de aprendizaje, sobre todo cuando se sigue la carrera de ingeniería. En relación a lo dicho anteriormente, este tercer informe trata sobre los ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS, específicamente sobre el ensayo de líquidos penetrantes y el ensayo de partículas magnéticas, que para cada caso nos permite poder detectar imperfecciones en las superficies de pieza o elementos de máquina. Estas imperfecciones son fisuras que se producen en la superficie de cualquier pieza durante su constante uso. Asimismo, a través de estos ensayos podremos observar estas fisuras, su localización en la superficie así como su tamaño aproximado, y por supuesto cuales fueron las normas que se siguieron para llevar a cabo dichos ensayos. El propósito u objetivo de este trabajo consistirá en aprender a emplear correctamente ambos métodos y encontrar 1
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informe sobre liquidos penetrantes, mecanica de fluidos
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Ensayos no destructivos Ciencia de los materiales
INTRODUCCIÓN
El experimentar los distintos ensayos estudiados en clase, nos permite resolver
dudas o comprender con mayor detalle cada concepto, fórmula e idea expuesto
teóricamente. Es por eso que las demostraciones experimentales son de suma
importancia en nuestro proceso de aprendizaje, sobre todo cuando se sigue la
carrera de ingeniería.
En relación a lo dicho anteriormente, este tercer informe trata sobre los
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS, específicamente sobre el ensayo de líquidos
penetrantes y el ensayo de partículas magnéticas, que para cada caso nos
permite poder detectar imperfecciones en las superficies de pieza o elementos
de máquina. Estas imperfecciones son fisuras que se producen en la superficie
de cualquier pieza durante su constante uso. Asimismo, a través de estos
ensayos podremos observar estas fisuras, su localización en la superficie así
como su tamaño aproximado, y por supuesto cuales fueron las normas que se
siguieron para llevar a cabo dichos ensayos.
El propósito u objetivo de este trabajo consistirá en aprender a emplear
correctamente ambos métodos y encontrar las fisuras que puedan tener las
superficies de ensayo empleando los métodos anteriores.
Con mayor detalle y profundidad lo encontrara en el cuerpo de este informe,
donde entrara a tallar los cuadros de datos obtenidos y sobre todo las
observaciones y conclusiones que surgirán de esta experiencia.
Para concluir, esperamos que este informe llene todas sus expectativas y sobre
todo que absuelva todas dudas que lo puedan inquietar, ya que este trabajo se
fundamente en todo lo aprendido en clase.
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Ensayos no destructivos Ciencia de los materiales
Objetivos
Conocer los métodos más comúnmente usados para localizar las discontinuidades.
Aplicar correctamente los métodos de Líquidos Penetrantes e Inspección por Partículas Magnéticas.
DESCRIPCIÓN DEL DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA
I) LÍQUIDOS PENETRANTES
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Líquidos penetrantes
Tinte limpiador:
Tipo: aerosol
Color: tinte visible no acuoso
Volatilidad: muy volátil
Tiempo de aplicación: 5 minutos aprox.
Tensión superficial: Baja tension superficial
Lavables con agua
Removibles con solvente
Composición: sin halógenos y sin cloruros
Inflamabilidad: Sumamente inflamable
Grado: nuclear
Función: remover las impurezas de la superficie
Tinte penetrador:
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Tipo: aerosol
Color: tinte visible rojo no acuoso
Volatilidad: muy volátil
Tiempo de aplicación: 4 minutos
Tensión superficial: baja tensión superficial
Lavables con agua
Removibles con solvente
Composición: sin halógenos y sin cloruros
Inflamabilidad: sumamente inflamable
Grado: nuclear
Función: penetración en las fisuras de la superficie
Tinte revelador:
Tipo: aerosol
Color: tinte visible no acuoso
Volatilidad: muy volátil
Tiempo de aplicación: 5 minutos
Tensión superficial: baja tensión superficial
Lavables con agua.
Removibles con solvent.
Composición: sin halógenos y sin cloruros
Inflamabilidad: sumamente inflammable.
Grado: nuclear
Función: revelar las fisuras (se generan manchas)
RELACIÓN DE LOS MATERIALES
Parte de la estructura de un caldero.
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LIQUIDO REVELADOR
LIQUIDO PENETRADOR
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Parte de un recipiente a presión: caldero.
Fisuras generas por: es muy probable que fue ocasionado por
el fenómeno de cavitación.
Solido continúo.
Superficie: irregular (pero aceptable para el ensayo)
Composición: aleación ferrosa (un tipo de acero)
Trapo para trabajos industriales
Utilizado especialmente para limpiar las superficies en donde
se ensaya
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
La técnica de los líquidos penetrantes puede resumirse en los siguientes
pasos:
Limpieza inicial y secado
Consiste en limpiar perfectamente la zona de
interés a ser ensayada, empleando un liquido
removedor de tal forma de dejar, las posibles
discontinuidades, libres de suciedades o
materiales extraños y su posterior secado
con un trapo para trabajos industriales.
1. Aplicación del líquido penetrante y tiempo de penetración .
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Cubrir la superficie de interés con el líquido penetrante y dejar
transcurrir 5 minutos para permitir que el LP se introduzca por
capilaridad en las discontinuidades.
2. Limpieza intermedia
Se removerá el exceso de LP sobre la superficie, evitando extraer
aquel que se encuentre dentro de las fallas. Esta remoción se
hará con ayuda de un trapo.
3. Aplicación del revelador
Sobre
la
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SUPERFICIE CON EXCESO DE LÍQUIDOS PENETRANTES
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superficie ya preparada se esparcirá el líquido revelador, que una
vez evaporada, deja una fina capa de polvo.
4. Inspección y evaluación
Esta fina capa de revelador absorberá el LP retenido en las
discontinuidades, llevándolo a la superficie para hacerlo visible.
5. Limpieza final
Aunque los agentes químicos utilizados no deberían ser
corrosivos a los materiales ensayados, se eliminara sus restos
para prevenir posteriores ataques.
6. Ventajas y
limitaciones
de los LP.
VENTAJAS LIMITACIONES-Relativamente simple de
aplicar y controlar
-Aplicable a materiales
metálicos y no metálicos
-No requiere costosos equipos.
-Solo detecta
discontinuidades abiertas
en la superficie.
-No para materiales
porosos.
-Difícil en superficie rugosas
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LIMPIEZA FINAL DE LA SUPERFICIE
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o porosas.
DATOS RECOGIDOS EN LABORATORIO
Sobre la superficie de la parte de un caldero
Se detectó pequeñas fisuras.
Se observó una gran discontinuidad (fisura), sobre la superficie, que a
simple vista no era observable.
Las fisuras fueron notarias a través de una línea continua de color rojo
(rastros del líquido penetrante).
II) PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
MÁQUINA GENERADORA
Tipo de maquina: Generador de Corriente Continua / Alterna
Piezas de la máquina
-Luz de control durante la
magnetización
-Luz de control para la
conexión eléctrica
-Amperímetro
-Manija para el ajuste de la
corriente eléctrica
-2 Electrodos (pistoletas)
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-Tomacorrientes para conexiones con corriente alterna
-Toma corriente para control remoto
RELACIÓN DE LOS MATERIALES
1-Eje de acero de rotor de turbina:
Estos ejes hechos de acero
especial forjado que conforman los rotores de
turbinas son los encargados de
transformar la energía cinética
del vapor en energía mecánica
a través del movimiento
giratorio de los mismos.
2-Limaduras de hierro:
Conformadas por Óxido de Hierro, son llamadas también partículas
magnetizada. Son el método más sencillo para hacer visible las los defectos
de las superficies sometidas al ensayo.
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EJE DE ENSAYO
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.
4-Trapo Industrial:
Este trapo especial sirve para limpiar el área de trabajo.
5-Alabe:
Esta pieza de ensayo es la conformación de cada una de las paletas curvas
de una rueda hidráulica o de una turbina. Estos están sometidos a grandes
esfuerzos de fatiga al trabajar en condiciones extremas donde soportan
grandes fuerzas vibratorias.
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
a). Para defectos longitudinales:
1-Se colocó la pieza a ensayar sobre dos taquitos de madera.
2-Se accionó el paso de la corriente hacia la máquina por medio de un
interruptor.
3-Se colocó los bornes de Cobre (los electrodos o pistoletas) sobre los
extremos de la pieza a ensayar.
9MAGNETIZACIÓN LONGITUDINAL DEL EJE
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4-Se accionó el interruptor de paso de la corriente eléctrica.
5-Luego de unos instantes se espolvoreó con las limaduras de Hierro en
toda la superficie de la pieza de ensayo.
6-Se desconectó el interruptor de
circulación de corriente.
7-Luego, se procedió a observar
detalladamente la pieza
cuidadosamente para determinar si
esta posee o no posee defectos.
8-Luego se desmagnetizó la pieza.
a.
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ECHANDO LAS LIMADURAS DE HIERRO
OBSERVANDO LAS FISURAS LONGITUDINALES
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Observaciones
Liquido removedor para retirar las impurezas de la superficie emitías un olor
desagradable, por tal motivo es preferible trabajar en un lugar ventilado.
Al agregar el líquido revelador salen a relucir las fisuras de la superficie.
Los materiales utilizados eran aleaciones de hierro (aceros).
Los líquidos penetrantes eran aerosoles.
Al evaporarse el líquido revelador, quedaba en la superficie una capa muy
fina de un polvo blanco.
Los electrodos eran de cobre.
El amperaje máximo del equipo era de 100 A para corriente alterna y
aproximadamente 80 A para corriente continua.
Al momento de poner en contacto las superficies de ensayo con los
electrodos, se producían chispas que tal vez fueron producto de la
irregularidad de la superficie.
Parta magnetizar las superficies de ensayo se utilizó corriente continua.
Para desmagnetizar el eje se utilizó corriente alterna.
Se utilizó como partículas magnéticas laminillas de hierro.
Se observó que las laminillas de hierro se ordenaban sobre las fisuras.
Era necesario golpear la superficie de ensayo para que las laminillas de
hierro se ordenen mejor y poder observar más detalladamente las fisuras.
Al inclinar las superficies de ensayo, solo quedaban en ellas las partículas
que fueron atrapadas por las discontinuidades de la superficie debido a su
magnetización.
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Conclusiones
Concluimos que a través de los líquidos penetrantes aplicados sobre las
superficies de ensayo, se llegan a observar las imperfecciones que puede
presentar una superficie.
Las fisuras se hacen visibles gracias a que el líquido penetrador se quedaba
atrapado por capilaridad en las fisuras, y salían a relucir al aplicar el líquido
revelador, el cual hacia que el líquido penetrador emergiera de las fisuras.
Se concluyó que para utilizar el método de líquidos penetrantes es necesario
que las superficies de ensayo no sean porosas.
Se concluye que en las superficies en donde se va a realizar el ensayo de
líquidos penetrantes estén libres de impurezas.
Los líquidos penetrantes que se utilicen deben estar normalizados.
Se concluye que para los ensayos de partículas magnéticas, las superficies
de ensayo deben estar libre de impurezas.
El ensayo de partículas magnéticas se realizó con el método de
magnetización residual.
A través del ensayo de partículas magnéticas se llegó a observar una mayor
cantidad de fisuras sobre la superficie, con lo que podemos afirmar que: El
método de partículas magnéticas es más sensible para determinar fisuras
más finas y el método de partículas magnéticas resulto ser más eficaz en la
detención de fisuras sobre las superficies.
Recomendaciones
En el ensayo de líquidos penetrantes hay que tener en cuenta el tipo de
superficie, como se dijo anteriormente, ya que en algunas no nos beneficiaria
trabajar con este tipo de métodos para hallar algún tipo de fallas, por lo cual
no se recomienda realizar este tipo de ensayo en superficies porosas o
maleteadas.
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Antes de cualquier prueba que se va a realizar con tintes penetrantes o
partículas magnéticas no se recomienda pulir, lijar o cepillar la pieza a la que
se le va aplicar los ensayos, para no tener muchos desniveles y afecten los
resultados observados.
El trapo con el que se limpia las superficies no debe tener pelusas, para una
mejor aplicación de los tintes y mejores resultados de estos.
Trabajar el ensayo de tintes penetrantes en lugares de pendiendo del tipo de
tinte que se va a usar para el ensayo, ya que algunos de ellos tienden a ser
volátiles, tóxicos y explosivos porque sería perjudicante en alguna ocasión
trabajar con este ensayo en un lugar cerrado, motivo por el cual se
recomienda trabajar en lugares abiertos.
Para poder tener una muestra más exacta de donde se encuentra las fallas
en las piezas ensayadas (ose las fisuras más pequeñas), se recomienda
dejar más tiempo el penetrador, por lo cual hay que estar echando cada
cierto tiempo ya que este se evapora.
Se recomienda tener en cuenta el efecto de la temperatura
Para los ensayos con partículas magnéticas es necesario tener un equipo
adecuado para la realización de este tipo de ensayo como mafora, guante,
etc., debido a que se trabaja con un alto amperaje, que puede ser fatal si no
se sabe utilizar.
Para el ensayo con partículas magnéticas se recomienda realizarlo en un
lugar abierto.
Conocer las limitaciones de la maquina con la que se realiza el, así como
también las partes de estas y su funcionamiento.
Sobre las superficies para los ensayos con partículas magnéticas deben ser
lisas.
El ensayo de partículas magnéticas también se puede realizar en un
gabinete cerrado, por lo que hay que tener en cuenta las normas que se dan
para este tipo de ensayo.
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Se recomienda utilizar los tintes penetrantes con materiales no magnéticos,
ya que este tipo de ensayo no destructivo es más sencillo y menos costoso.
Bibliografía
FUNDAMENTOS DE LA CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES.
William F. Smith/ 2º edición. 1996
CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES.
Donald R. Askeland. / Publicación México: International Thompson Editores.
1998.
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Anexos
RESUMEN: De líquidos penetrantes
Sirve para detectar grietas y discontinuidades en la superficie de materiales sólidos
no porosos.
El proceso de inspección se compone de tres etapas.
A. Inspección.
B. Interpretación.
C. Evaluación.
Una regla práctica es que el tiempo de revelado nunca debe ser menor a siete
minutos.
o Indicaciones relevantes. Son las causadas por discontinuidades que están
generalmente presentes en el diseño.
o Indicaciones falsas. Son el resultado de alguna forma de contaminación con
penetrantes, estas indicaciones no pueden referirse a ningún tipo de
discontinuidad.
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LIMPIEZA FINAL.
Se debe llevar a cabo en razón de los productos usados en el ensayo.
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